日本新技术用iPS细胞大量制作卵子精子基础细胞
2024/06/06
日本京都大学教授斋藤通纪等人开发出了可利用人类iPS细胞大量制作卵子和精子基础细胞的技术。该技术将对查明卵子和精子的形成机制及查明不孕症原因的研究发挥有益作用。未来,人类或将能够以人工方式制作卵子和精子。
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卵子和精子的基础细胞是在胎儿阶段于人体内形成的。卵子受精后约2~3周,会形成产生雄性和雌性生殖细胞的早期细胞“原始生殖细胞”。
原始生殖细胞会在受精后约10周内生长成 “卵原细胞”(女性)或“前精原细胞”(男性)。在孩子出生,达到性成熟时,体内便能生成卵子或精子。
由斋藤通纪教授等人组成的研究团队开发出了一种技术,能以人类iPS细胞(诱导性多能干细胞)制作的原始生殖细胞为基础,大量制作出卵原细胞或前精原细胞。
虽然使用小鼠胎儿的卵巢细胞等混合培养的技术已经存在,但用5000个原始生殖细胞只能制作出约500个卵原细胞,效率非常低。
本次的新技术在培养原始生殖细胞时,使用了促进细胞增殖和变化的蛋白质,因此可在不使用小鼠细胞的情况下,制作出卵原细胞或前精原细胞,在经过4个月左右的培养后,可以将细胞增加到100亿倍以上,还可以观察到原始生殖细胞变化成卵原细胞或前精原细胞的详细过程。本次的研究成果已经刊登在英国科学杂志《自然(Nature)》电子版上。
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不孕症是由于某种原因,导致人体无法正常产生卵子或精子。斋藤教授表示,“此次开发的技术将加速查明生殖细胞分化失败原因的相关研究”。大量制作卵原细胞或前精原细胞,可以对查明基因作用等的实验起到推进作用。
该技术未来还会对利用人类的iPS细胞制作卵子或精子的研究起到推动作用。目前已有在小鼠身上利用iPS细胞来制作卵子或精子的技术。2023年,大阪大学教授林克彦等人使用雄性小鼠iPS细胞制作出卵子,并使其与其他雄性小鼠的精子受精结合,仅使用雄性小鼠的细胞就成功生出了幼鼠。
但是,人类产生卵子和精子的机制与小鼠大不相同。制作人类卵子或精子的技术尚未能实现。斋藤教授等人的研究成果还会对使卵原细胞或前精原细胞生长为卵子或精子的技术研究发挥有益作用。
虽然尚存在许多技术难题,但若能够使用人类iPS细胞人工制作出卵子或精子,那么可以预想到以人工精子卵子进行受精的基础研究也能够得到推进。日本政府的生命伦理专门调查会于2024年1月敲定了一项方针,允许实施使用人工精子卵子的受精相关的基础研究。目前日本的研究指南禁止相关研究,未来将朝着修改研究指南的方向展开讨论。
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