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实验室里培育出精子 没尾巴无法游动可量产

实验室造出人造精子:没尾巴无法游动可量产

精子通常具有长长的尾巴,帮助它们游向卵子,但科学家制造出来的人工精子缺少这一特征

精子通常具有长长的尾巴,帮助它们游向卵子,但科学家制造出来的人工精子缺少这一特征

研究者利用人造精子成功培养出了半克隆小鼠。这些幼鼠都是雌性小鼠自然生产出来的。上图显示的是已经成年的半克隆小鼠

研究者利用人造精子成功培养出了半克隆小鼠。这些幼鼠都是雌性小鼠自然生产出来的。上图显示的是已经成年的半克隆小鼠

科学家将精子放入没有细胞核的卵细胞内,生成了行为类似精子的干细胞(图中所示),但不具尾部。这种人工精子能使卵细胞受精,并培养成小鼠幼崽。该技术还需要进一步改进,因为有80%的后代在培养过程中死亡。

科学家将精子放入没有细胞核的卵细胞内,生成了行为类似精子的干细胞(图中所示),但不具尾部。这种人工精子能使卵细胞受精,并培养成小鼠幼崽。该技术还需要进一步改进,因为有80%的后代在培养过程中死亡。

科学家称,他们的技术(上图为流程示意图)可以用来制造一支半克隆小鼠“大军”,用于对抗疾病的研究。该技术从左至右涉及到了卵细胞移除细胞核、注入精子头部并培养成干细胞的过程,然后将其中一个干细胞注入健康的卵细胞中

科学家称,他们的技术(上图为流程示意图)可以用来制造一支半克隆小鼠“大军”,用于对抗疾病的研究。该技术从左至右涉及到了卵细胞移除细胞核、注入精子头部并培养成干细胞的过程,然后将其中一个干细胞注入健康的卵细胞中

新浪科技讯北京时间7月20日消息,据国外媒体报道,具有足够雄性基因,能成功使卵细胞受精的人工精子已经研制出来,并且可以批量生产。利用这种人工精子,中国科学家成功繁殖出了“半克隆”小鼠。据报道,这种人工精子没有尾巴,无法游动。

科学家称,利用这一技术可以繁殖出大量基因改造的实验动物,将加快对癌症等疾病的研究。不过需要补充的是,将这种人工精子技术用在人类身上还为时过早,因为在动物实验中,有高达80%的后代死亡。

来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的李劲松研究员主持了这一项目,他在接受媒体采访时称,利用这种人造精子细胞可以便捷、高效地繁殖出一大批半克隆的小鼠,而它们将战斗在对抗癌症以及其他遗传性疾病的第一线。

“对实验动物来说,20%的健康后代或许已经足够好,但在人类身上就不行了,”李劲松研究员说,“如果该技术用在人类精子上,会导致出生时有80%会死亡或有缺陷。”

尽管在此之前,世界其他地方的科学家已经制造出了人工精子,但这些精子都来自干细胞。他们采用的方法也较有争议,因为这些干细胞直接取自胚胎。

李劲松研究员及其同事正在开发的这项技术并不需要破坏胚胎,他们的研究结果发表在《细胞与干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上。2012年,他们宣称将一个精子放入一个已经移除了细胞核和遗传物质的卵细胞中。结果该实验获得了一个类似胚胎细胞的干细胞,具有类似精子的功能,但没有尾巴,无法游动。

这种干细胞可以用来大批量生成类似的人工细胞。不过,该技术目前的效率还很低,获得的受精卵只能培养出20%的健康后代。在最近的研究中,科学家利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对人造精子的一些基因进行了修改。

通过关闭两个与胚胎发育有关的基因——H19和Gtl2——科学家发现培养过程的效率有所提高。简单来说,他们移除了一个卵细胞的细胞核,然后把一个精子的头部注入这个卵细胞,将其培养成干细胞,然后再把这些干细胞注入到健康的卵细胞中。在培养出来的后代中约有20%存活下来。

不过,科学家称,他们还需要进一步研究这些经过编辑的基因是否会对动物未来的后代产生影响。李劲松研究员还提到,在人类身上尝试这种技术将可能带来“伦理危机”;相反,该技术可以提供一种制造基因改造动物的有效方法,从而为实验室中对疾病的研究提供帮助。作者在研究论文中写道:“我们希望这一方法能有助于小鼠发育和疾病模型的遗传分析。”(任天)

法国:实验室里培育出精子

[法国] 实验室里培育出精子

一群法国研究人员称他们已经在实验室内创造出了完全成形的人类精细胞,为世界上成千上万名被男性不育这个难题困扰着的夫妻带来了新希望。

目前他们这一言论尚有待同行审查,不过如果这一说法得到核实,那么科学家将能利用这一技术提取出不育男子精巢中未成熟的精细胞,并在实验室中将其培育为成熟精子。

法国里昂生育实验室Kallistem的CEO Isabelle Cuoc说:“我们的团队是世界上第一个研发出能完全在人体外获取成形精子技术的团队,并且这些精子完全足以用来体外受精。”

[法国] 实验室里培育出精子

15年来,科学家一直都在努力将精巢中的精原细胞(男性生殖细胞)变为精细胞。这一过程在体内需花费72天左右的时间,可对于某些男士来说,他们体内的精原细胞在变为精细胞的过程中出现了某些问题导致他们不育。科学家可通过在实验室复制这一过程为那些不育的男性提供一个用自己的遗传物质来成为孩子父亲的机会。

不过就在先前研究人员成功地用小白鼠的精原细胞复制这一过程时,他们却无法用人类细胞做到同样的事,这也是法国研究人员的言论能震惊四座的原因。

然而,在Kallistem在2015年6月23日公布其对这项名为Artisem的技术专利权之前,该实验室不会对外透露该项技术的任何细节,也难怪会有人对此持怀疑态度。

Allan Pacey教授是英国谢尔菲德大学的男性生殖专家,他提醒人们在整个实验对外揭露之前都不要太过于兴奋。他说:“在此类言论尚未经过人们证实之前,若不育夫妻对此抱有太大希望而最后希望落空,只会觉得心痛而已。”

Kallistem希望明年能将Artisem应用到临床前动物试验中,从而证明这一技术的安全性。他们希望能在2017年将这一技术运用到人类临床试验中,这意味着他们讲利用实验室中生产的精子,通过体外受精技术帮助不育夫妻生下人类婴儿。体外受精将取出女性的卵细胞并利用人造精子在人体外进行授精,最后将胚胎移植到女性的子宫内。

该公司打算集资来实现这些目标。然而,如果能成功地话,那么该公司将财源滚滚,该实验室计划在成功后每年治疗5万名男子,预期收入将达到33亿美元。

法国鲁昂大学医院辅助生殖中心主任Nathalie Rives表示如果这一技术奏效,那么其前景将非常辽阔。让我们对这一团队的具体研究拭目以待吧,毕竟它要么能经受住同行审查,要么就不存在。

[法国] 实验室里培育出精子


 

 

造出精子卵子
近日,英国剑桥大学和以色列魏茨曼研究所的科学家合力完成了一个壮举———科学家选取人类胚胎干细胞认真培育,一周之后制造出人类生殖细胞。同理,科学家也选取了成熟的人类皮肤组织细胞,同样培育成人类精子和卵细胞的前体细胞。

这是科学家们首次利用人类细胞制造出原始生殖细胞。这项成果发表在美国《细胞》杂志上,有助于了解不孕根源、胚胎早期发育机制,甚至开发新型生殖技术。

5~6天培育生殖细胞

据领导这一研究的魏茨曼科学研究所的雅各布·汉纳介绍,原始生殖细胞出现在胚胎生长的最初几周,此时受精卵中胚胎干细胞开始分化成各种最基本类型的细胞。一旦这种细胞发生“特化”,它们就会向精子细胞和卵细胞“自动”转化。

汉纳和英国剑桥大学的阿齐姆·舒拉尼等人在研究中采用了诱导多功能干细胞(iPS细胞)技术。iPS细胞是通过对成体细胞如皮肤细胞进行“重新编程”培育出的,具有与胚胎干细胞类似的分化潜力。

这一研究项目的下一步,将是把早期生殖细胞注射到实验小鼠的卵巢中,看它们是否能够全面成长发育。

如果这些早期细胞能够成长,那就意味着皮肤细胞可以被变为基因完全相同的生殖细胞,能够被用来治疗人类的不育症。

阿齐姆·舒拉尼博士说,实验进度非常快,现在可以采用任何胚胎干细胞,只要在合适的条件下,5到6天就能培养出早期生殖细胞。

Sox17基因是关键

这一成果可能成为医学界的一个里程碑式的发展,研究人员此前从啮齿动物的干细胞中培养出精子和卵子,但是对于人类生殖细胞的培养却没有成功。

汉纳等人发现,小鼠胚胎细胞在实验室中可轻易保持在干细胞状态,而人类诱导多功能干细胞却倾向于发生分化。因此,他们开发了一种可调低这种分化能力的技术,制造出一种名为“初始细胞”的新型诱导多功能干细胞。

汉纳说,“初始细胞”在分化能力方面可能更接近于胚胎干细胞。在他们的实验中,多达40%的人类“初始细胞”可发育为原始生殖细胞。

此外,新研究还发现,人类与小鼠在从iPS细胞分化成原始生殖细胞方面存在一些差别,比如,人类中负责这一分化过程的是一种叫Sox17的基因,而小鼠中这种基因却不存在类似作用。

暂缓

英国法律禁止

成功培育出精子和卵细胞以后,科学家并没有乘胜追击。因为英国法律禁止使用人造精子和卵细胞“制造”后代。不过要知道,一旦取得成功,就意味着“人造人”的诞生,意义重大,在道德和法律上存在隐忧。

汉纳表示,他的研究团队还没有准备好创造“人造人”,但是正在考虑在老鼠或灵长类动物身上进行试验。汉纳说:“我们看看论文发表之后,外面怎么看待此事。”不过有专家认为,立法机构应该修改相关法律,给科学研究放行,为众多不孕不育患者带来福音。

疑问

逝者也当爹?

用人造精子和卵细胞培育生物后代早已有之。早在2002年,美国科学家就用雄性老鼠干细胞培育出小老鼠。和老鼠干细胞相比,人类干细胞复杂得多,引导起来也困难得多。理论上讲,女性皮肤细胞没有Y型染色体,所以只能用来制作卵细胞;而男性皮肤细胞既可以做卵细胞,又能做精子。此前有研究人员承认,这项新技术也可让死去几年的男子“生下”自己的孩子,因为只需从尸体上取下皮肤细胞,就可以制造精子,“这真像是《侏罗纪公园》电影里的情节。理论上这是可以的,但人类繁殖不仅仅是纯粹的生物过程,我们还得有心理、社会和伦理等方面的考虑

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