显微镜下,一群细胞在培养皿中快活地游动,它们状如蝌蚪,有着近似椭圆的头部和细长的尾巴,与精子细胞的外形几近一致。
在伊朗籍生物学家纳耶尼亚教授眼中,这群细胞有着自己的名字——ivd精子,意为源自体外的精子(invitroderivedsperm)。
这种由人胚胎干细胞诱导而成的“人造精子”,会不会让男人无用武之地?会不会带来伦理问题?会不会给人类的繁衍带来新变数?
3%的细胞能长出小尾巴
2009年7月8日,任职于英国纽卡斯尔大学东北英格兰干细胞研究所的纳耶尼亚教授,与其团队在《干细胞研究与发育》杂志上发表论文,宣布研究小组成功实现了将人胚胎干细胞诱导成为“人造精子”。通过著名科学期刊《自然》网站的报道,这项研究迅速吸引了大众眼球。
作为未分化状态的细胞,干细胞的最大优势是“具有分化成为其他类型细胞的潜力”,因此又被称为“万能细胞”,而胚胎干细胞又是所有干细胞中分化能力最强的一种。
纳耶尼亚的研究结果恰恰展现了这一点。
他首先将人胚胎干细胞诱导成为精原干细胞,光是这一步就足足耗费了15个月。最终科学家用维生素a的衍生物维甲酸和其他化学物质,调配成了一种特殊的培养基,生长在其中的干细胞,可以按照预期被培育成为精原干细胞。
但并非100%的胚胎干细胞都能被诱导,好在研究之初科学家就预先设定好了筛选标记,利用流式细胞仪,凡是能发出绿色荧光的细胞即为所需的目的细胞。
接下来迎接这些精原干细胞的是减数分裂的考验。众所周知,人体一般的细胞拥有23对染色体,而精子和卵子经过减数分裂后,染色体数目会减少一半,只有23条,这样一来卵子受精后,染色体数目就重归为23对。
最终大部分精原干细胞倒在了胜利曙光来临之前,只有3%的细胞通过了考验,长出了蝌蚪般的小尾巴。就这样,经过种种艰难险阻,人造精子呱呱坠地了。
男人没用了吗?
就在这项研究紧锣密鼓地进行之时,有不少人惊呼,男性从两性繁衍中的角色中退出,似乎指日可待。
对于这样的疑问,纳耶尼亚并不感到新鲜——“男人无用论”时常成为实验室女性同事插科打诨的戏谑话题。对此,纳耶尼亚教授的回答很直接:“不会。”
他的研究结果也说明了这一点。研究伊始,为确保结果可靠,来自男性和女性的人体胚胎干细胞被同时使用,从志愿者骨髓样本中分离得到的间充质干细胞也被纳入了实验。
在现阶段的实验中,科学家观察到,只有携带xy染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子,而带有女性特征的xx染色体的干细胞,虽然能够形成早期的精原干细胞,但面对减数分裂这一难关,它们没有一个能通过考验。
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