使用人類皮膚 DNA 制成的工作卵細胞在世界上首次

科學(xué)家們創(chuàng)造了能夠使用普通皮膚細胞的 DNA 受精的卵樣細胞，這可能是不孕癥研究的重大突破。

俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)臨床生物學(xué)家 Nuria Marti-Gutierrez 領(lǐng)導(dǎo)的團隊使用一種新開發(fā)的去除多余染色體的技術(shù)，創(chuàng)造了可以成功受精并開始發(fā)育成受精卵的人類卵子。

作者推測，這項技術(shù)的臨床應(yīng)用至少還需要 10 到 15 年的時間，并且仍然存在一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)和倫理障礙，但它是一個概念驗證，可能為未來的不孕癥病例帶來希望。

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“我們可以利用成熟卵母細胞的細胞機制從根本上重新編程體細胞，而不是依靠數(shù)月的細胞培養(yǎng)來產(chǎn)生誘導(dǎo)多能干細胞“俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)的婦產(chǎn)科醫(yī)生和生殖內(nèi)分泌學(xué)家保拉·阿馬托 （Paula Amato） 告訴 ScienceAlert。

“從理論上講，它可以節(jié)省時間，并有可能減少遺傳和表觀遺傳畸變?！?/p>

不孕癥影響著全球數(shù)百萬人。這是官方定義的作為在嘗試 12 個月后無法成功懷孕，并且可能有許多促成原因。這些原因包括配子功能不正常，無論是精子、卵子還是兩者的組合。

卵子不起作用的原因也可能有很多，例如疾病癌癥與年齡相關(guān)的卵母細胞數(shù)量和質(zhì)量下降——這些是發(fā)育成卵子的細胞.一種可能的治療方法涉及一種稱為體外配子發(fā)生 （IVG） 的技術(shù)，該技術(shù)涉及使用患者自身的遺傳物質(zhì)制造配子。這已經(jīng)在小鼠中實現(xiàn)，但不是人類。

體細胞核轉(zhuǎn)移（SCNT的） 是 IVG 的一種形式，其中卵細胞的細胞核被體細胞或體細胞的細胞核取代。然而，它本身也帶來了重大挑戰(zhàn)。其中之一是額外的染色體。一個正常的配子包含一組 23 條染色體，是大多數(shù)身體細胞中發(fā)現(xiàn)的染色體數(shù)量的一半。用 SCNT 創(chuàng)建的配子有 46。

為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了一種他們稱之為線粒體病的技術(shù)，這是一種模仿細胞分裂的自然過程.

“來自預(yù)期父母的皮膚細胞的細胞核（含有 DNA）被轉(zhuǎn)移到被切除細胞核的供體卵母細胞（卵子）中，”Amato 解釋道。

“然后誘導(dǎo)重建的卵子擠出一半的染色體補體以實現(xiàn)單倍體（23 條染色體）。這就是我們稱之為“線粒體病”的過程。然后，現(xiàn)在的單倍體卵子與來自另一方預(yù)期父母的精子受精，產(chǎn)生二倍體受精卵（胚胎），希望染色體數(shù)量正常（46 條 - 父母雙方一半）。

使用這項技術(shù)，研究人員使用來自同意捐贈者的卵子和皮膚創(chuàng)建了 82 個功能性卵母細胞。然后，他們使用供體精子使卵母細胞受精。

結(jié)果好壞參半。大多數(shù)卵母細胞在 4 到 10 個細胞分裂階段停止發(fā)育。大約 9% 繼續(xù)發(fā)育成囊胚——這個比率相對較低，但首次成功證明該技術(shù)可以發(fā)揮作用。該實驗在發(fā)育的第六天終止，因為那是發(fā)育中的囊胚通常被植入患者體內(nèi)的時刻。

囊胚顯示出染色體異常的跡象，因為在線粒體發(fā)育過程中額外染色體物質(zhì)的噴射是隨機的。這提出了下一個需要解決的挑戰(zhàn)。

“除非胚胎包含正常數(shù)量的染色體，即 23 對中的每對一條，否則胚胎將不會正常發(fā)育，也不會產(chǎn)生健康的嬰兒，”阿馬托說。“我們現(xiàn)在正在研究增強染色體配對和分離的方法，以在所得胚胎中產(chǎn)生正常的染色體補體。”

阿馬托警告說，完善這項技術(shù)可能至少需要十年時間。但這一成功證明了線粒體病的可行性，同時為進一步研究鋪平了一條清晰的道路。

“科學(xué)家們首次表明，來自普通身體細胞的 DNA 可以放入卵子中，被激活，并使其染色體減半，模仿通常產(chǎn)生卵子和精子的特殊步驟，”英國南安普頓大學(xué)的生育專家 Ying Cheong 說，他沒有參與這項研究。

“雖然這仍然是非常早期的實驗室工作，但在未來，它可能會改變我們對不孕癥和流產(chǎn)的理解，也許有一天會為那些沒有其他選擇的人打開創(chuàng)造卵子或精子樣細胞的大門。”

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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