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实验室制造的小鼠卵母细胞产生肥沃和活力的后代

日本科学家已经能够使小鼠干细胞变成能够产生健康后代的可行卵。这将为研究哺乳动物发育和不育的基本要素提供强有力的工具。

研究人员将他们的发现发表在“科学”杂志上。科学家多年来一直试图从胚胎干细胞和多能细胞中制造性细胞。干细胞科学家已经从干细胞前体衍生出许多类型的细胞,但与性细胞斗争过,性细胞由于分裂的方式而具有更复杂的发育程序。身体中的大多数细胞都进行有丝分裂,其中两组染色体都被复制,但是性细胞是通过减数分裂产生的,这导致细胞仅包含每个染色体的单个拷贝。

去年,来自日本京都大学Mitinori Saitou实验室的研究小组能够使用小鼠干细胞来制造精子。精子细胞是体内一些较简单的细胞,而卵母细胞则更为复杂。

Saitou和他的同事从两种细胞类型开始,即小鼠胚胎干细胞和诱导多能干细胞,其可以来自成体细胞。他们使用信号分子的混合物将干细胞首先转化为外胚层细胞,然后转化为原始生殖细胞(PGCs),这两种细胞都是卵子前体。雄性PGCs可以直接注射到不育小鼠中成熟为精子;女版本需要更多的哄骗。

然后科学家们分离出不含性细胞的胚胎卵巢组织,并将它们自己的PGCs添加到培养皿中。混合物自发形成卵巢样结构,最终移植到雌性小鼠体内。四周后,PGCs已成熟为卵母细胞。他们受精并移植到寄养母亲身上,并且生产的后代自己长大成为肥沃的。

斋藤说,PGCs很稀缺,难以在小鼠体内分离,因此研究人员对其调控知之甚少。随着PGCs发育成精子或卵细胞,某些基因在称为基因组印记的过程中被沉默。对于它是如何开始的或者如何选择用于沉默的基因知之甚少。

减数分裂的确切细节也很难理解,特别是在卵母细胞中。卵母细胞从它们在雌性胚胎中形成的点开始保持休眠,直到宿主生物体开始排卵。

该组织现在正试图从人类细胞中制造PGCs,由于人类和小鼠干细胞之间的差异,这可能被证明是困难的。也有实践和伦理的含义,将限制研究人员获得人类卵巢组织的能力。

[通过自然]