新闻 | 皮肤细胞DNA变卵子:人类生殖技术的新边界
研究人员首次在人体层面证明:可以将成年女性皮肤细胞的DNA重编程进人类卵母细胞,并在体外完成受精与早期胚胎发育。这一突破为未来同性爱伴侣或存在生育障碍的女性拥有与双方都有遗传关联的孩子提供了理论路径,但科学家同时强调,该技术距离临床应用仍相当遥远。
这项研究由俄勒冈健康与科学大学的Shoukhrat Mitalipov团队完成。长期以来,科学界已经能够通过克隆技术复制动物:将体细胞(如皮肤细胞)的细胞核替换进卵子中。但这种方式本质上产生的是基因复制体,而不是融合双方基因的后代。对于希望孩子同时继承两位父母遗传信息的家庭而言,仍需要“精子 + 卵子”的生殖模式。
难点在于,人类的卵子和精子属于单倍体细胞,只携带一套染色体,而皮肤细胞等体细胞拥有完整的双倍染色体。要把体细胞变成“可参与受精的卵子”,就必须像自然发育过程中那样,将46条染色体精确减半为23条,同时完成基因重组与筛选。
在女性胎儿发育期间,原始卵母细胞会经历一套高度复杂的分裂与重组程序,最终形成成熟卵子。Mitalipov团队试图在实验室中复制这一自然过程。他们首先取出数百枚健康女性捐献的卵子细胞核,这些卵子处于与染色体分裂相关的关键阶段。随后将一名健康女性志愿者的皮肤成纤维细胞细胞核植入其中。显微镜影像显示,这些染色体能够像自然卵子一样在细胞纺锤体上排列,为后续分裂做准备。
接下来,研究人员向部分改造后的卵子注入健康捐精者的精子,尝试完成受精。这一过程类似于某些线粒体替代治疗技术——后者用于避免特定遗传病。
在自然受精中,精子进入卵子会触发钙离子信号,促使卵子完成最终的染色体筛选并排除多余DNA。但最初实验中,来自皮肤细胞的染色体停滞在排列阶段,无法完成真正的分离。研究团队随后通过电脉冲模拟精子接触信号,让钙离子迅速进入细胞,并配合药物打破卵子的“静止状态”。
经过多轮实验,研究人员最终成功诱导部分卵子完成染色体减半。在成功受精的样本中,约9%的胚胎发育至囊胚阶段——即受精后5至6天形成的细胞球结构,这也是体外受精中通常移植入子宫的阶段。研究团队没有进行子宫移植,也没有将胚胎培养超过6天。
然而,存留下来的染色体组合显示出较高的缺陷风险。日本京都大学的Mitinori Saitou认为,该方法“在现阶段远未成熟,不适合临床应用”。大阪大学的Katsuhiko Hayashi则评价该研究“技术复杂且结构严谨”,但效率低且风险高,“短期内无法进入临床”。不过他同时指出,这是在人类基因组减半技术上的“重大突破”,未来可能催生新的生殖技术路径。
Mitalipov本人也承认这些批评合理,并表示团队正在努力解决染色体异常问题。“我们可以说已经走到一半,但还远未抵达终点。”他说。
这一研究不仅涉及生殖医学,还触及伦理、法律与社会议题。即使技术成熟,其应用方式也将引发全球范围内关于基因亲缘、家庭结构与生殖边界的讨论。
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研究人员首次在人体层面证明:可以将成年女性皮肤细胞的DNA重编程进人类卵母细胞,并在体外完成受精与早期胚胎发育。这一突破为未来同性爱伴侣或存在生育障碍的女性拥有与双方都有遗传关联的孩子提供了理论路径,但科学家同时强调,该技术距离临床应用仍相当遥远。
这项研究由俄勒冈健康与科学大学的Shoukhrat Mitalipov团队完成。长期以来,科学界已经能够通过克隆技术复制动物:将体细胞(如皮肤细胞)的细胞核替换进卵子中。但这种方式本质上产生的是基因复制体,而不是融合双方基因的后代。对于希望孩子同时继承两位父母遗传信息的家庭而言,仍需要“精子 + 卵子”的生殖模式。
难点在于,人类的卵子和精子属于单倍体细胞,只携带一套染色体,而皮肤细胞等体细胞拥有完整的双倍染色体。要把体细胞变成“可参与受精的卵子”,就必须像自然发育过程中那样,将46条染色体精确减半为23条,同时完成基因重组与筛选。
在女性胎儿发育期间,原始卵母细胞会经历一套高度复杂的分裂与重组程序,最终形成成熟卵子。Mitalipov团队试图在实验室中复制这一自然过程。他们首先取出数百枚健康女性捐献的卵子细胞核,这些卵子处于与染色体分裂相关的关键阶段。随后将一名健康女性志愿者的皮肤成纤维细胞细胞核植入其中。显微镜影像显示,这些染色体能够像自然卵子一样在细胞纺锤体上排列,为后续分裂做准备。
接下来,研究人员向部分改造后的卵子注入健康捐精者的精子,尝试完成受精。这一过程类似于某些线粒体替代治疗技术——后者用于避免特定遗传病。
在自然受精中,精子进入卵子会触发钙离子信号,促使卵子完成最终的染色体筛选并排除多余DNA。但最初实验中,来自皮肤细胞的染色体停滞在排列阶段,无法完成真正的分离。研究团队随后通过电脉冲模拟精子接触信号,让钙离子迅速进入细胞,并配合药物打破卵子的“静止状态”。
经过多轮实验,研究人员最终成功诱导部分卵子完成染色体减半。在成功受精的样本中,约9%的胚胎发育至囊胚阶段——即受精后5至6天形成的细胞球结构,这也是体外受精中通常移植入子宫的阶段。研究团队没有进行子宫移植,也没有将胚胎培养超过6天。
然而,存留下来的染色体组合显示出较高的缺陷风险。日本京都大学的Mitinori Saitou认为,该方法“在现阶段远未成熟,不适合临床应用”。大阪大学的Katsuhiko Hayashi则评价该研究“技术复杂且结构严谨”,但效率低且风险高,“短期内无法进入临床”。不过他同时指出,这是在人类基因组减半技术上的“重大突破”,未来可能催生新的生殖技术路径。
Mitalipov本人也承认这些批评合理,并表示团队正在努力解决染色体异常问题。“我们可以说已经走到一半,但还远未抵达终点。”他说。
这一研究不仅涉及生殖医学,还触及伦理、法律与社会议题。即使技术成熟,其应用方式也将引发全球范围内关于基因亲缘、家庭结构与生殖边界的讨论。
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