​人造精子,让男性走开

人造精子,让男性走开

英国纽卡斯尔大学卡里姆·纳耶尼亚教授在2009年宣布首次造出人类精子。该消息再次让人类生殖的一个问题凸显出来:没有男人,女人照样可以生儿育女吗?

人造精子和女性精子

卡里姆等人先提取带有XY染色体的男性胚胎干细胞作为“种子”,置入维生素A酸和其衍生物的溶液中,将其转换成生殖系干细胞,再把后者培养成精原干细胞。然后把精原干细胞转换成只有23条染色体的精母细胞,经过进一步培养,最后形成可辨认的精子细胞。

这些人造精子看起来具有精子的一些特点,如某些蛋白质形态是精子独有的,其中一种处于尾部的蛋白质对于卵子的分裂至关重要;有尾巴和头,在显微镜下可以清晰地看见它摆动尾巴游动。卡里姆说,这是一批“完全成熟、具有实用性”的精子,能够与人类卵细胞结合,最终发育成胚胎。

这一成果意味着可以通过新的途径帮助不育患者,甚至从根本上改变人类生殖的方式,即不需要男人也可以繁衍后代。如不需要男性的生殖细胞精子,而提取男性的皮肤细胞,植入4个基因,使细胞的基因重新编排,变成具备胚胎干细胞功能的皮肤干细胞,可诱导分化为多种细胞,包括精子。

当然,如果研究顺利,未来也许可以提取女性的胚胎干细胞、骨髓干细胞或皮肤细胞,诱导分化成精子,再用这样的精子与卵子结合,繁衍人类。不过,目前这只是一种设想。2008年1月,卡里姆从女性捐赠者的骨髓中取出干细胞,希望用同样的方法将之转变成精子,可惜目前止仍没有成功。

是否真“精”,还需验证

即便用胚胎干细胞培养出了精子,但这样的精子是真还是假,是具有精子的功能,还是徒有其表的假精子呢?

英国剑桥大学生理学及生殖学教授阿奇姆·苏拉尼认为,卡里姆所培养出来的那些精子不过是“类似精子的细胞”,“要成为真正的精子细胞还有很长的路要走”。

胚胎中基因的开启与甲基有关。大量研究发现,DNA的甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。DNA的甲基化可引起基因的失活。早在两年多前,卡里姆的研究小组就利用雄鼠的胚胎干细胞培养出了鼠的精子。为了验证这些精子是否具有真正的精子功能,卡里姆等将这些精子注入卵子中,培育成胚胎,再把胚胎植入代孕雌鼠体内,最后虽成功孕育出了小鼠,但结果是,那些小鼠后来全部死亡。研究人员推测,可能是人造精子中的甲基阻断了一些关键基因的表达,从而造成小鼠死亡。

另外,即使人造精子培育出来了,且有正常的经过减数分裂后的23条染色体,但也并非具有正常功能的精子。因为正常的精子要有一些帮助其完成正常功能的基因——动力蛋白,如果人造精子没有这个基因或该基因失活,精子的尾部就不能弯曲,因此,也就不能让精子正常游动去与卵子结合。

还有就是精子和卵子表面质膜上都有一种识别蛋白,双方中任何一方的识别蛋白缺失或不正常,都会让精子和卵子相见但不能相识,也就不能怀孕。

卡里姆等人制造的人造精子可能就是因为上述原因不具备正常精子的功能。唯一的办法是用授精实验来验证其是否有正常的功能。

而且用人造精子培育试管鼠儿的成功率极低。卡里姆研究小组在大约400个受精卵中仅育出7只鼠崽。而且,这些幼鼠的存活时间极短。其中1只幼崽出生后很快死亡,其余6只在5个月后死亡,而正常老鼠平均寿命约为2年。以此推论,即使卡里姆研究小组培育出的人的试管精子能孕育出后代,也很有可能寿命不长。

不要精子行不通

虽然很多专家对人造精子表示了极大的怀疑,而且以往的研究结果也证明目前的人造精子并不安全,但这并不意味着纽卡斯尔大学完成的这项研究是毫无意义的。相反,很多研究人员认为,对精子制造过程的探索,有利于了解精子的功能和功能缺失的秘密,也因此有助于治疗男性不育。

早在卡里姆之前,有更多的研究想要证明绕过男(雄)性也可以孕育后代,克隆(无性繁殖)就是一种典型方法,但这种方法以克隆羊多莉的失败而遭到普遍反对。此后,日本研究人员在英国《自然》杂志发表文章称,他们未用雄性而只用两只雌鼠的卵子就孕育出了一个正常的后代,取名叫做月亮女神。

多莉与月亮女神的单性生殖不完全一样。多莉是由一只母羊的乳腺细胞核植入另一母羊的去掉细胞核的卵子中孕育的,而月亮女神是由两个不同的卵子融合创造的。这一研究用了598个老鼠的卵子制造出了足够多的能生长发育的胚胎,然后植入26只雌鼠体内,最后有24只雌鼠怀孕。结果只有两只小鼠被娩出,且只有一只是正常的幼鼠,即月亮女神。

暂且不论伦理和法律方面的问题,就是这种技术产生出来的后代结果也与多莉一样,身上充满多种遗传缺陷,早衰并提前死去(多莉是因多种绝症和顽症而被处以安乐死的)。那么,用这样的技术产生的生命又有什么用呢?

当然,以单性生殖孕育生命还有其他的意义,比如,可以探索人和高级动物为什么会是两性生殖而非单性生殖,也许这可以解开生物进化史的许多谜团和一些疾病之谜。但是,这决不是世界不需要男性的理由。

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