用胚胎干细胞转化的精子培育出的老鼠幼崽图片
真正获得应用还有很多困难需要克服
韩春生介绍说,在日前公布的日本科学家这一成果中,采用的老鼠胚胎干细胞一部分来自自然产生的胚胎,一部分来自人工诱导的多功能干细胞即iPS细胞。
iPS细胞是体细胞克隆技术的一种新发展。普通的体细胞克隆技术成功率非常低,实用价值不大。2006年,日本京都大学的山中伸弥将四个基因导入至小鼠的体细胞,经重新编程后,诞生出世界上第一株iPS细胞;几乎与此同时,美国威斯康辛大学的汤姆森利用另外的基因,也成功得到了iPS细胞。而这些导入基因在完成了回拨分化时钟的任务后,可以过河拆桥般地将其“卸载”。这种新技术一经公布立即成为学界关注的热点。
然而,美国科学家利用基因芯片技术比较了iPS细胞和人胚胎干细胞之间基因表达的情况,发现其中仍然存在不小的差异。
更糟糕的是,研究发现,此过程中用到的一个导入基因很危险。该基因在体内的异常表达,常常与某些肿瘤的诱发关系甚密。此外导入基因时需要用到病毒载体,这种载体的特点是会随机插入到宿主基因组中,倘若一旦插入有误,那么有可能导致癌症发作的后果。
目前,科学家们还希望通过另一个途径进行努力,即不通过胚胎干细胞,直接利用体细胞在实验室中培育获得精子细胞。但无论通过哪种方式,要想在人体上进行这种实验,都是充满了风险,必须慎之又慎的事情。
女性身体也能培育“人造精子”?
我们知道,男性和女性的区别在于,男性携带XY染色体,而女性携带XX染色体。而精子细胞只带有一半染色体数目,半数含Y染色体,半数含X染色体。
在实验室环境中,带有女性特征的XX染色体的干细胞,也能够形成早期的精原干细胞。从理论上来说,这样的精原干细胞通过减数分裂,也可以形成含X染色体的精子细胞。更直接地说,利用生物技术,可以利用女性体细胞培育出人造精子。当然,这样的人造精子和卵子结合后,只能产生女性后代。
不过,在现阶段的实验中,科学家观察到,只有携带XY染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子,而带有女性特征的XX染色体的干细胞,虽然能够形成早期的精原干细胞,却始终无法通过减数分裂的考验。其中的原因还并不清楚。
也许,更大的障碍在于,即便可以利用女性身体组织培育出“人造精子”,甚至同样的道理,可以利用男性身体组织培育出“人造卵子”,我们的社会伦理是否能接受这样的技术?正如有人质问的那样“谁还需要男人和女人?现在只需要人造子宫,我们将会彻底改写人类生殖方式。”
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