精子在不受精的情況下也能產(chǎn)后代?如今科學(xué)家得出了肯定的回答，巴斯大的科學(xué)家近期將精子注入非卵細(xì)胞，成功創(chuàng)造了小鼠胚胎，并且能生育后代。這項研究成果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

兩個男人也能生孩子

該研究也顛覆了傳統(tǒng)的哺乳動物生育觀。報告的高級作者Tony Perry博士表示：“這意味著，也許有一天我們可以利用其它類型的細(xì)胞來創(chuàng)建胚胎，例如體細(xì)胞、皮膚細(xì)胞等。甚至意味著未來生孩子不需要女性的參與，有一天兩個男人也能成為孩子的雙親?！?/span>

資助該項研究的英國醫(yī)學(xué)研究理事會負(fù)責(zé)生物演進(jìn)的項目經(jīng)理Paul Colville-Nash表示：“這個研究對于人們了解生命的起源和胚胎繁殖非常有意義，能夠讓人們了解生育的機(jī)理。甚至有一天，人們可以知道該如何治療不育，雖然這一天還很遙遠(yuǎn)?！?/span>

這項研究開始是對未受孕的小鼠卵細(xì)胞進(jìn)行化學(xué)誘導(dǎo)，讓它發(fā)展成為孤雌胚胎——在缺少雄性配子基因組的情況下直接激活有減數(shù)分裂Ⅱ期卵子能夠形成孤雌囊胚。盡管未受精，發(fā)生減數(shù)分裂的卵母細(xì)胞可通過化學(xué)誘導(dǎo)而進(jìn)行正常的細(xì)胞分裂。

在化學(xué)誘導(dǎo)13小時后，來自巴斯大學(xué)的科研團(tuán)隊利用了卵胞漿內(nèi)單精子注射技術(shù)(ICSI)。ICSI是一種在人類IVF生育治療中將精子注射到卵子中的常見技術(shù)?？蒲腥藛T將精子注射到卵母細(xì)胞中，它們均包含一個單倍體基因組，隨著細(xì)胞周期的發(fā)展，胚胎分裂成兩個細(xì)胞。 隨后研究人員選取了一個兩細(xì)胞的胚胎，在一部分胚胎中，兩個細(xì)胞的染色體有一半來自卵母細(xì)胞一半來自精子，這也是最具有生存機(jī)會的細(xì)胞，通過這種方式創(chuàng)建的胚胎被稱為“phICSI”。首次實驗培養(yǎng)出的一對小鼠分別以Phicsim和Phicsia命名，他們已經(jīng)健康成長為成年鼠，并繁殖了后代。

改變精子DNA的不只有卵子

當(dāng)精子與卵子受精時，會發(fā)生許多染色體和DNA的改變事件，這種改變也被稱為“重編程”。幾個世紀(jì)以來，科學(xué)家們認(rèn)為只有卵子能影響精子的“重編程”過程。然而，在這個實驗中，Phicsim和Phicsia兩只小鼠盡管看起來和普通小鼠是一樣的，但它們的DNA和生物標(biāo)識是完全不同的。這意味著，在以“phICSI”方式創(chuàng)建胚胎的時候，基因發(fā)生了不同性質(zhì)的“重編程”。

精子“重編程”的步驟之一是將精子DNA中纏繞著的魚精蛋白替換成卵母細(xì)胞中的組蛋白。研究人員發(fā)現(xiàn)，phICSI 胚胎組能正常進(jìn)行組蛋白和精蛋白的交換，但重組還涉及到了其他的表觀遺傳學(xué)變化，且這種變化在 ICSI 胚胎組和 phICSI胚胎組中有差異。

加拿大麥吉爾大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Hugh Clarke對該研究評論道：“研究人員表明，已經(jīng)開始胚胎發(fā)育并進(jìn)行分裂的卵母細(xì)胞仍能‘改變’精子DNA，這種能力不僅限于受精時的卵子?！?/span>

不過，該研究并不是首次對孤雌囊胚不能長期發(fā)育的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。中科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所發(fā)育生物學(xué)家李勁松研究員對《第一財經(jīng)日報》表示：“我們實驗室和其它實驗室此前已經(jīng)證明了孤雌胚胎經(jīng)過印記基因修飾后是可以發(fā)育的?！彼€表示，“因此哺乳動物胚胎必須由精子和卵子受精而形成的觀點(diǎn)也并不是首次被顛覆?！薄?/span>

李勁松研究員對這項研究的目的提出質(zhì)疑：“這項研究最重要的突破是將精子注入到活化的卵母細(xì)胞中產(chǎn)生健康后代。但是為什么要去這么做?因為人是不可能用這方法去做的，要發(fā)育，要形成胚胎，還是必須要有卵子，本研究中所用的處于有絲分裂期的卵子也是來自于正常的卵子。而且，證明處于有絲分裂過程中的最早期的胚胎有重編程精子的能力，這個角度的創(chuàng)新性也是不夠的。這可能也是該研究成果未能在更高端的學(xué)術(shù)刊物發(fā)表的主要原因?！?/span>

由李勁松研究院率領(lǐng)的中科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所的團(tuán)隊早在2011年就已經(jīng)在《細(xì)胞研究》上發(fā)表文章，證明孤雌單倍體2-細(xì)胞胚胎能重編程球形精子。此外，今年初該團(tuán)隊還發(fā)表了另一篇文章，證實了小鼠的高效孤雌生殖可以發(fā)生，而且可以不斷重復(fù)。

對此，李勁松的觀點(diǎn)是，他們用了2-細(xì)胞階段的胚胎做分析，精子進(jìn)入胚胎滯后很多，看到明顯不同是完全可以理解的。但是重編程是一個漫長的過程，之后的細(xì)胞周期中都會存在重編程。所以最后能夠發(fā)育到個體的phICSI胚胎一定是與ICSI胚胎有較為相似的表觀遺傳學(xué)規(guī)律。

此外，對于細(xì)胞培育胚胎，李勁松認(rèn)為，用皮膚細(xì)胞來進(jìn)行生育的說法是天方夜譚，不過他表示：“如果把皮膚細(xì)胞通過體細(xì)胞重編程的方法變成IPS細(xì)胞，再進(jìn)一步誘導(dǎo)IPS細(xì)胞定向分化成卵子，這個意義就又不一樣了，意味著人類可以在體外復(fù)制出無限多的卵子，這也是目前國際上的一個研究熱點(diǎn)?！?/span>

“胚胎能否重編程有絲分裂細(xì)胞?其它有絲分裂細(xì)胞能否重編程精子?其它有絲分裂細(xì)胞能否重編程另一些有絲分裂細(xì)胞?”這是Perry博士提出的三個問題。但這三個問題，李勁松表示都已經(jīng)得到肯定的證明。那么這是否將意味著生命的孕育可以不完全依賴于精子和卵子?Perry博士表示：”我們現(xiàn)在還不知道，不過遙遠(yuǎn)的將來肯定會知道。到時候人們回頭看看，今天或許是一個起點(diǎn)?！?/span>

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