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形似而神不似
这次震动世界的发现,并不是纳耶尼亚在干细胞研究上的首次发声。事实上,他在这一领域已经耕耘良久,而此次成功也并非是人造精子的第一次面世。
早在2006年,他和同事就在实验小鼠身上进行了尝试。他们先从雄性小鼠的胚泡中提取出干细胞,经过诱导,干细胞转化成了精原干细胞。在实验室条件下,再经过72个小时的分化,诞生出了成熟的小鼠人造精子细胞。随后,科学家利用这种精子使正常小鼠卵子受精,再将受精卵发育成的胚胎植入到雌性代孕小鼠的子宫中。
遗憾的是,这种胚胎发育成功率非常低,研究者植入了数百个胚胎,但只有可怜的7只小鼠诞生,而且有一只出生不久后夭折,另外6只也在5个月内死去,这远远低于正常小鼠两年的平均寿命。
由于精子在睾丸和附睾中要经历十分复杂的发育过程,这其中还需要体内许多因子参与调控,任何一环的缺失都会导致精子发育的不成熟。而现阶段出于法律和伦理的考虑,人造精子无法用于人体试验,其酷肖的外形并不能给出身份认定的直接证据,加之小鼠实验极低的成功率,让不少科学家怀疑,这种所谓的人造精子只是一种形似而神不似的细胞。
英国牛津大学的生理与生殖学研究者阿奇姆·苏拉尼就表示,这种在实验室条件下诱导出的貌似精子的细胞,与真实的精子相差甚远。该校医学研究委员会的贝吉教授也表示,纳耶尼亚小组需要补充更多的证据,证明这些人造精子是正常的。
面对质疑,纳耶尼亚给出了他的答案——首先,这些人造精子的蛋白表达谱是精子独有的,有一种对卵子分裂起重要作用的精子特征蛋白,就存在于这些人造精子的尾部;其次,人造精子的染色体数目是23条,与正常精子一模一样,而且它们同样是通过尾巴的摆动而进行运动的。
不过他也说,这项研究只是找到了通往发现人造精子的道路,而整个研究还十分初步,距离完成路途尚远。
纳耶尼亚提到,在每7对夫妇就有一对存在生育问题的当下,他们的研究目的是“为不育症的治疗趟出一条新路”。他认为,对精子形成细节的深入理解,能够帮助我们更好地治疗男性不育症。而目前人造精子的安全性和稳定性需要进行更多的测试,细胞健康与否也要通过更多的动物实验加以确认。
不过他依然信心十足地表示:“大约5到10年后,这项技术将会趋于成熟,届时人造精子或可成为解除不孕夫妇痛苦的有效方法。”
规避伦理纷争
以胚胎干细胞为材料的研究,往往会招致伦理界人士的非议,更何况人造精子还直接涉及人类的生殖繁衍。
就职于英国公益组织“生殖理论评论”的约瑟芬·昆塔瓦勒,对人造精子表示出隐忧:“将完好无损的人体胚胎破坏掉,变成一个不知道有没有用、或许有巨大暗疾的精子,这太疯狂了。”
“你会否用这种人造精子进行人类的受孕”——对于这个问题,纳耶尼亚坚决否认。他认为:“虽然人造精子用于产生后代存在可能性,但不加考虑地利用人造精子制造婴儿,是一种无视法律的行为。”在伦理困境与技术难题的夹击之下,纳耶尼亚试图寻找两全之法。他想利用人工诱导的多功能干细胞(Induced pluripotent stem cell,简称IPS细胞)为起始材料来诱导精子的产生,从而规避人胚胎干细胞研究的法律限制。
近一段时间以来,IPS细胞研究风头正劲。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。这些震动学界的发现顿时成为各个干细胞实验室关注的焦点。
不过从IPS细胞出发制造精子亦非坦途。
形象地讲,将普通体细胞诱导成为IPS细胞,就如同将已高度分化了的细胞回拨至分化原点,而回拨分化时钟用到的4个基因有一个是癌基因,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,破坏了宿主的一个抑癌基因,那么有可能导致癌症发作的糟糕后果。
虽然新近的研究表明,可以在这些基因完成了回拨分化时钟的任务后,过河拆桥般的将其“卸载”,但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,发现差异不小。这说明并不能将二者同日而语。这为纳耶尼亚期望中的完美精子又增加了许多不确定的因素。
前途是光明的,道路是曲折的——这句话同样适用于纳耶尼亚的人造精子研究。
(实习编辑:简丽妍)
副主任医师
中山大学附属第一医院 泌尿外科
主任医师
深圳市中医院 男科
副主任医师
广州中医药大学固生堂国医馆 中医妇科
主任医师
广州医科大学附属第二医院 泌尿外科
主任医师
河南中医药大学第一附属医院 妇产科
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