2007 年，一群研究人员报告了一项惊人的发现：他们从人类男性骨髓中提取的干细胞制造出了类似精子的细胞。然而，两年后，该研究因抄袭指控被撤回。十三年后，利用干细胞制造功能性人类精子的能力仍然遥不可及。
斯坦福大学的干细胞生物学家 Vittorio Sebastiano 表示，科学家们花费了 20 到 30 年的时间来研究如何从干细胞制造出功能性的人类配子——卵子和精子。他的研究侧重于生殖生物学。这样做将有助于那些受不孕症困扰的人生育子女，并帮助科学家们揭开人类发展的秘密。自 2007 年以来，科学家们在这方面取得了长足的进步，他们利用干细胞制造的配子成功繁育出了健康的鼠宝宝，甚至还制造出了未成熟的人类卵细胞。但距离科学家们能够将皮肤或骨髓转化为婴儿，还有很长的路要走。
Sebastiano 说：“我们正努力寻找高效、可靠地生成生殖细胞的方法，这些细胞在短期内可用于理解这些概念的生物学原理，而从长远来看，则可用于恢复生育能力。”
他表示，1978 年首个通过体外受精 (IVF) 诞生的婴儿的诞生，是生殖科学的一大进步，也是 Sebastiano 和其他研究人员今天进行干细胞研究的前奏。但 IVF 并非是每个希望生育亲生子女的个人或夫妇的选择，包括那些天生没有配子的人，或者年幼时接受过侵袭性癌症治疗的人。这项科学技术将为这些人提供新的生育机会。
21 世纪 00 年代，随着诱导多能干细胞 (iPSCs) 的出现，迎来了下一个重大突破。这些细胞是从血液或皮肤细胞中提取的，然后被重编程，使其行为类似于胚胎细胞，这些细胞能够发育成身体的任何一种细胞。从那时起，研究人员一直在努力研究如何将这些类似胚胎的细胞转化为功能性的精子和卵子。
用于治疗罕见遗传疾病范可尼贫血症的诱导多能干细胞群落。(图片来源：Juan Carlos Izpisua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies)
Juan Carlos Izpisua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies
弄清基本原理
Sebastiano 表示，这项工作之所以如此充满挑战，部分原因是科学家们尚未能完全掌握人类胚胎在正常发育过程中所发生的一切。科学家们能够理解小鼠的这一过程，因为啮齿动物在实验室中很容易研究。但他补充说，伦理限制和技术因素（例如在恰当的时间点才能获得胚胎）使得研究人类这一现象变得困难。
尽管存在障碍，过去十年里科学家们取得了显著进展。2012 年，日本的一组研究人员利用 iPSCs 制造出了可育的小鼠卵子，并利用这些卵子繁育出了健康的小鼠宝宝。Sebastiano 说：“在小鼠身上，整个过程已经完成了。现在，英国和日本的几个研究小组已经证明，你可以从小鼠身上生成类似胚胎的细胞，然后你可以将这些细胞转化为功能齐全的卵子或精子。”
2018 年，同一批日本科学家取得了又一项重大突破。他们利用人类血细胞和多能干细胞技术，成功制造出了未成熟的人类卵细胞。
Sebastiano 表示，制造精子的类似努力则进展没有那么顺利。多年来，有几项研究声称制造出了类似精子的细胞，包括 2007 年的骨髓研究。2014 年发表的一项备受吹捧的研究也引起了广泛关注，但 Sebastiano 认为，该研究中细胞的发育并未超越分化的最早阶段。
Sebastiano 说：“但我们正在积极研究。可能在未来几年内，我们将能够生成功能齐全的精子和功能齐全的卵母细胞。”然后，他补充说，问题将是如何测试这些配子的质量。
测试生命周期
Sebastiano 说，全面评估精子或卵子的质量和功能，唯一的方法就是尝试用它们来使另一个配子受精并产生后代。因此，这项工作必须极其谨慎。他推测，一旦科学家们开发出了他们认为能够产生成熟人类卵母细胞和精子的技术，下一步将在灵长类动物身上测试这些技术。这样，研究人员就可以追踪通过这项技术产生的个体的整个生命周期，观察是否会出现任何意外问题。
Sebastiano 毫不怀疑，总有一天，这些干细胞将能够帮助那些遭受不孕症困扰的人们生育健康的子女。他对生物发育的兴趣，以及这一点，是他工作的动力。当然，还有一些重大的伦理考量需要仔细权衡。他指出，这项技术有可能在几代人的层面上影响人类生活。许多人还对未来的其他后果表示担忧，例如制造“定制婴儿”或从不知情的名人的头发中产生后代的能力。生物伦理专家曾撰文指出，在这一技术可行之前，就需要开始着手解决与之相关的医疗和法律问题。
Sebastiano 说：“确实有必要发展这项技术，但由于我们处理的是非常特殊的细胞类型……我们需要谨慎。”
