人「造」精子快來了，世界還需要男人嗎？

阿茲姆·蘇拉尼的研究團隊正試圖密切追蹤胚胎幹細胞變成未成熟精子的漫長發育途徑。

科學家在模擬一項人體功能方面又向前邁進了一步，即幹細胞分化成精子的自然過程，這項研究工作最終可能為不孕症提供新的治療方法。

上個月，在倫敦舉行的進步教育信託基金（PET）年會上，劍橋大學格登研究所（Gurdon Institute）生殖細胞系和表觀遺傳學研究負責人阿茲姆·蘇拉尼（Azim Surani）在發言時表示，他和同事在通過實驗室條件製造精子的道路上邁過了一個重要里程碑。在從人類幹細胞到未成熟精子的發育途徑中，該研究團隊被認為率先到達了中間點。

這項研究意味著，有朝一日我們有可能通過幹細胞乃至成人皮膚細胞來製造精子和卵子。

此前，科學家已經成功利用幹細胞製造了可存活的小鼠精子，並用它們培育出健康的幼仔。此外，其他研究團隊還曾將未成熟的人類生殖細胞注入小鼠睾丸中，製造出了表面看起來像精子的細胞，但它們不具備讓卵子受精的能力。

「我們無法絕對肯定，它們是真正的類精子細胞，」蘇拉尼說，「細胞擁有發育計時器，因此你必須讓它們根據自己的內部時間表進行發育。」

使用人工製造的精子和卵子存在特定的安全隱患，因為任何遺傳缺陷都可能傳給子孫後代。

蘇拉尼的研究團隊正試圖密切追蹤胚胎幹細胞（通過名為減數分裂的一系列複雜步驟）變成未成熟精子的漫長發育途徑。在最初的幾周里，註定發育成精子和卵子的細胞會遵循相同的路線。到了第八周左右的時候，它們將分道揚鑣。在小鼠身上，僅過13天就會發生這種分化。

「挑戰在於，人類的時間表非常長，」蘇拉尼說道。

在最近的一項研究中，蘇拉尼的研究團隊展示，他們模擬的發育途徑可以達到四周左右的「界標」，但最終的目標是邁過關鍵的八周「里程碑」，也就是精子和卵子分化成形的時候。

以此為目標，該研究團隊開發了一種被稱為「性腺類器官」的微型人造睾丸，它由一團懸浮在凝膠中的性腺細胞（也是在實驗室中培育出來的）組成。把這些性腺細胞混合在一起，這似乎提供了一些正確的生物化學信號，從而推動幹細胞進一步發育成精子。

生殖細胞中的DNA需要經歷一個被稱為「擦除」的過程，即通過暴露於環境來剝離留在親代DNA上的化學標記。這些所謂的表觀遺傳標記物大多會在卵子受精不久後被擦除乾淨，其作用是限制父母生活經歷對子女生物學特徵的影響程度。然而，當胚胎幹細胞發育成卵子或精子時，還會發生更加徹底的第二次重置。

蘇拉尼最近的研究（已經提交給一家學術期刊發表）展示，實驗室培養皿中的細胞也經歷了這個過程。

「這個擦除過程更加徹底和全面，你在其他地方是看不到的，」蘇拉尼說，「我們已經開始看到這個擦除過程了。」

如果未來要把實驗室培育出的精子和卵子用於臨床用途，那麼確保它們能夠複製人體的微妙之處將是極其重要的。而且，這還能提供一些線索，讓我們探查導致不孕症的罪魁禍首。

「如果要用於臨床環境，我們必須確定它經歷了所有正確的階段，這些步驟全都非常重要，」蘇拉尼說，「你可以讓一個卵子看起來像是卵子，但它的分子細節可能不正確。你可能因此遇到問題，你不希望它發育成某種奇形怪狀的東西。」

謝菲爾德大學的男性學教授阿蘭·佩西（Allan Pacey）沒有參與上述研究，他也認同，對於未來的任何臨床應用，精確複製正常精子的遺傳活動將是首要任務。「我正試圖擺脫這樣一種概念，即它是某種看起來像精子的東西，因為那只是媒介而已，」他說，「重點是頭部有什麼以及DNA的質量，它看起來像什麼其實不怎麼重要。」

目前，英國的生育診所還不得使用人工製造的精子或卵子來治療不孕夫婦。然而，如果科學家完善了在實驗室里製造生殖細胞的能力——蘇拉尼預測，這至少還需要十年時間——那麼監管機構可能有壓力去修訂法律，以應對新的可能性。例如，兩個男人可以擁有跟雙方都存在基因聯繫的孩子，辦法就是使用一方的皮膚細胞製造卵子，以及利用另一方的細胞製造精子；被不孕不育問題困擾的女性則可以在實驗室里培育卵子，無需服用藥物刺激卵巢。

倫敦大學學院生殖科學和女性健康項目的負責人海倫·奧尼爾（Helen O』Neill）表示，人造生殖細胞的臨床應用近期還無法實現。「在實驗室里複製生殖過程，這件工作的目標在很大程度上是進一步加深我們對這些過程的理解，」她說，「我們對生命起源的基本機制知之甚少，這個事實令人驚訝。」

翻譯：何無魚

來源：The Guardian

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