对于一些夫妇来说，即使是体外受精（IVF）也无法满足他们拥有亲生孩子的愿望。经历过癌症治疗的女性、卵子储备因年龄下降的女性以及同性伴侣，常常面临着现有生育治疗无法克服的独特挑战。
现在，俄勒冈健康与科学大学（OHSU）的研究人员将人类皮肤细胞成功地转化为可育卵子。
“我们实现了一些被认为是不可思议的事情，” OHSU胚胎细胞与基因治疗中心主任、资深作者Shoukhrat Mitalipov博士在新闻声明中说。
他们发表在《自然-通讯》上的研究有可能改变生育治疗，但研究人员估计还需要至少十年才能完善这项技术。
皮肤细胞到人类卵子
体外配子发生（in vitro gametogenesis）这一新兴领域，旨在从普通体细胞中产生功能性的精子和卵子，长期以来一直专注于将干细胞重编程为配子。然而，这个过程非常复杂，可能需要数月时间。
取而代之的是，OHSU团队使用了体细胞核转移（SCNT）技术，即将皮肤细胞的细胞核植入供体卵子。这个想法很简单：将遗传物质“穿梭”到一个卵子中，然后使其受精。这个原理也曾用于创造2024年出生的著名“狼形”巨型狼。
但有一个问题。由于皮肤细胞携带完整的46条染色体，生成的卵子细胞核也将携带完整的基因组。这意味着它不能在受精过程中与另一个基因组融合，从而产生同时包含父母双方贡献的胚胎。
要理解这个解决方案，最好回顾一下一些细胞生物学基础知识。
大多数体细胞通过*有丝分裂*（mitosis）进行复制，产生具有46条染色体的基因相同的副本。配子（精子和卵子）的工作方式不同。通过*减数分裂*（meiosis），它们将染色体数量减少到23条，这样精子和卵子结合后，就会产生完整的46条染色体。这就是为什么我们从父母双方各继承一半DNA，而不是变成克隆。至关重要的是，减数分裂一直被认为是生殖细胞所独有的，皮肤细胞无法完成。
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创造可育卵细胞
为了解决这个问题，该团队开发了一种混合过程，他们称之为“有丝减数分裂”（mitomeiosis），结合了有丝分裂和减数分裂的方面。
OHSU的研究人员通过将皮肤细胞转化为卵母细胞（或卵子）来治疗不孕不育，展示了一项新技术。图为卵母细胞与受精前皮肤细胞细胞核的明亮图像。
(图片由俄勒冈健康与科学大学提供)
关键在于时机。研究人员在减数分裂的一个关键阶段——中期（metaphase）——将皮肤细胞核植入供体卵子，此时染色体会在细胞中心对齐。然后，他们使用一种药物来推动细胞完成剩余的分裂。
结果是：一个携带正常一半染色体（23条）的卵子。通过标准的体外受精（IVF）使其受精，产生了一个拥有完整基因组（总共46条染色体）的胚胎，其中包含父母双方的遗传物质。
承诺与局限性
尽管这一方法具有开创性，但距离临床应用还很遥远。研究人员创造了82个功能性卵母细胞（受精前的卵子），但在用精子受精后，大多数胚胎未能进入胚胎发育的早期阶段。许多胚胎表现出染色体异常，称为非整倍体（aneuploidy），这在人类卵子中很常见，通常会导致胚胎发育停止。
“非整倍体在人类卵子中相当普遍，尤其是在衰老过程中，” Mitalipov在声明中指出。
该团队强调，他们的工作仍处于概念验证阶段。
“虽然我们的研究证明了有丝减数分裂在体外配子发生中的潜力，但现阶段它仍然只是一个概念验证，在未来的临床应用之前，还需要进一步的研究来确保有效性和安全性，”作者写道。
伦理辩论势必随之而来，长期研究的资金也并非有保障。尽管如此，这项工作可能标志着医学上的一个里程碑，为那些目前无法拥有亲生孩子的个体带来希望。
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文章来源
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- Nature Communications：诱导实验性细胞分裂以产生染色体倍性降低的细胞
