俄勒冈健康与科学大学研究人员通过将皮肤细胞转化为卵母细胞(即卵子),成功开发出治疗不孕症的新技术概念验证。如图所示,受精前的卵母细胞图像中清晰可见明亮的皮肤细胞核。(俄勒冈健康与科学大学)
俄勒冈健康与科学大学研究人员首次实现将皮肤细胞转化为具备生成早期人类胚胎能力的卵子,为不孕症治疗开辟全新路径。
此项研究今日在《自然·通讯》期刊发表。
该技术为体外配子发生——即配子(生殖细胞)人工培育过程——提供了潜在解决方案,可帮助高龄产妇或因癌症治疗等原因无法产生健康卵子的女性克服不孕难题。
医学博士保拉·阿马托(俄勒冈健康与科学大学医学院妇产科学教授、本研究共同作者)表示:“除为数百万因缺乏卵子或精子而不孕者带来希望外,该方法还将使同性伴侣拥有双方遗传学后代成为可能。”
研究人员指出,该研究存在若干局限性,预计至少需要十年深入研究才能确保技术安全有效,进而推进至临床试验阶段——即使假设美国允许开展此类试验。
尽管如此,这仍是解决不孕症问题的突破性技术的重要里程碑。
哲学博士舒赫拉特·米塔利波夫(俄勒冈健康与科学大学胚胎细胞与基因治疗中心主任、本研究资深作者)表示:“我们实现了曾被认为不可能的突破。自然赋予我们两种细胞分裂方式,而我们开发出了第三种。”
研究团队将该技术命名为“线粒减数分裂”,意指生物学中两种主要细胞分裂过程的融合。
有丝分裂使单个细胞生成两个基因完全相同的子细胞,是所有生物体细胞生长的基础;减数分裂则专属于有性生殖中的精子与卵细胞,通过将染色体数量减半,确保结合时(如体外受精)形成具有正确染色体数的胚胎——人类为23对共46条染色体。
本研究中,研究人员成功融合了这两种过程。
体外配子发生(IVG)已成为全球科研焦点,旨在帮助渴望拥有遗传学后代的人群解决不孕问题。
相较于耗时数月甚至数年的诱导多能干细胞重编程技术,俄勒冈健康与科学大学团队采用基于体细胞核移植的技术:将皮肤细胞核移植至去除细胞核的供体卵子中。1997年,苏格兰研究人员曾运用此技术成功克隆出名为“多莉”的绵羊。
但克隆仅产生单一亲本的遗传副本,而俄勒冈健康与科学大学技术培育的胚胎染色体来自双亲。该过程包含三步:
- 将皮肤细胞核移植至去除自身细胞核的卵母细胞中
- 在供体卵子细胞质作用下,植入的皮肤细胞核通过类似减数分裂的过程舍弃半数染色体,形成仅含23条染色体的单倍体卵子(关键步骤)
- 通过标准体外受精流程,以精子使新卵子受精,形成含两套染色体的双倍体胚胎,最终产生遗传物质均等源自双亲的健康后代
研究人员报告,通过体外受精成功培育82个功能性卵母细胞。
值得注意的是,多数胚胎未能超越4-8细胞阶段且存在染色体异常。
仅9%的胚胎在受精六天后发育至囊胚阶段——此为体外受精中通常用于妊娠植入的发育期。所有胚胎均未继续培养至此阶段之后。
哲学博士努里娅·马尔蒂·古铁雷斯(俄勒冈健康与科学大学胚胎与细胞治疗中心科学家、本研究第一作者)表示,后续研究将聚焦染色体精准配对与分离机制,以确保卵母细胞拥有正确染色体数量。胚胎若染色体数目异常(称为非整倍体),通常无法正常发育。
米塔利波夫指出,自然受孕中仅有约三分之一的胚胎能发育至囊胚阶段。“非整倍体在人类卵子中相当普遍,尤其随年龄增长而高发。”
研究人员强调,该成果代表科学里程碑,但技术应用于人类妊娠前仍需大量完善工作。
作者在论文中指出:“尽管本研究证明了线粒减数分裂在体外配子发生中的潜力,但现阶段仅为概念验证,未来临床应用前仍需深入研究以确保安全性和有效性。”
研究严格遵循俄勒冈健康与科学大学机构审查委员会及数据安全监测委员会的指导规范,后者对所有配子与组织捐赠、样本使用及受试者不良事件进行全程监督。项目获Open Philanthropy基金会、单倍体配子研究基金会及俄勒冈健康与科学大学机构资金支持,同时得到Norn集团、Hevolution基金会与Rosenkranz基金会长寿激励计划资助。
【全文结束】


