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山东科学家首次用皮肤造出生殖细胞,世界首例

2016/04/30 来源:齐鲁壹点
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导读
日前,青岛农业大学的实验室成功将人类皮肤源干细胞进行体外分化,得到类单倍体生殖细胞样细胞。这项研究由青岛农业大学沈伟教授课题组牵头,携手中科大、中科院、加拿大圭尔夫大学和意大利罗马第二大学,历时8年研究而成,相关研究成果已在《科学报道》《细胞周期》《干细胞和发育》等国际科学杂志上发表。


拔一撮毫毛,就能变出一群小猴儿,这是《西游记》里的经典片段。将来,这项本领或许能被人类掌握。日前,人类皮肤源干细胞定向分化胚子研究在山东获得成功。通过体外培养,人类皮肤干细胞获得了向生殖细胞分化的潜能,这在世界上还是首例。这也意味着,人体干细胞体外培养分化成的精子和卵子,或能在将来用在临床上治疗不孕不育。

皮肤源干细胞,成功“变身”生殖细胞


日前,青岛农业大学的实验室成功将人类皮肤源干细胞进行体外分化,得到类单倍体生殖细胞样细胞。这项研究由青岛农业大学沈伟教授课题组牵头,携手中科大、中科院、加拿大圭尔夫大学和意大利罗马第二大学,历时8年研究而成,相关研究成果已在《科学报道》《细胞周期》《干细胞和发育》等国际科学杂志上发表。

沈伟告诉记者,人体内的干细胞有很多,骨髓等里也都有。“因为皮肤新陈代谢快,取材简单方便,从皮肤上取干细胞对人损伤小。”

在青岛农大的实验室内,课题组利用体外分离培养的皮肤来源干细胞,通过一些含有特定诱导因子的条件培养基定向诱导分化,使其在体外条件下进入减数分裂,并形成类单倍体生殖细胞样细胞。

该项研究的8年期间,由于成体干细胞分化能力差,沈伟和团队也遇到过很多困难,但他没有向细胞内导入外源基因,而是不断尝试采取诱导分化。在首次获得成功后,课题组又做了很多的验证实验。“通过诱导直接分化,准父母会更容易接受,若移植入其他基因,未来也许不容易被患者心理接受。”沈伟说。

青岛市科技局农业与社会发展处副处长王向阳介绍,该成果标志着人类皮肤来源干细胞在体外培养条件下,具有向生殖细胞分化的潜能。

能否“造人”成功,得看生殖细胞“质量”

这样的研究成果如果能在临床上实现精子、卵子的再造,对不孕不育患者而言,将是一种新的希望。

根据我国人口协会发布的调查结果,目前我国的不孕不育患者已经超过3900万。同时,世界上不孕不育人群已达到育龄家庭的10%,且呈现上升趋势。目前,不孕不育的治疗技术都是建立在人体自身能够产生精子或卵子的基础上的,而对于那些因绝精症或卵巢早衰等问题自身不能产生正常精子、卵子的准父母来说,人类现有的治疗技术往往“爱莫能助”。

2006年和2011年,加拿大科学家曾成功实现了利用猪和小鼠的皮肤来源干细胞向卵母细胞样细胞的诱导分化,而在人类皮肤来源干细胞定向分化上一直没有相关报道,该项目的成功在国际上还是首例。

“我们还在研究用人类头发根部的毛囊干细胞培养生成生殖细胞。”沈伟说,这就好比《西游记》里孙悟空拔下根猴毛变个小孙悟空那样。下一步,他将继续相关研究,让这些培养生成的生殖细胞真正变得有生育能力,并提高细胞的分化效率,让研究成果早日转化到临床应用上。

再造小老鼠,已在国内取得成功

2016年2月25日,中国科学家说,他们首次实现小鼠胚胎干细胞体外分化并获得具有功能的精子细胞。这被认为是干细胞研究的一项重要进展。

这项研究由南京医科大学沙家豪教授和中国科学院动物研究所周琪院士、赵小阳教授(现单位为南方医科大学)等人合作完成,研究论文发表在新一期美国《细胞-干细胞》杂志上。

赵小阳等人完全在体外环境中培养出功能精子。他们首先将胚胎干细胞分化得到原始生殖细胞样细胞,然后将其与小鼠睾丸体细胞混合培养,并添加有助于精子产生的细胞因子及激素,使生殖细胞完成减数分裂,体外分化获得具有功能的精子。

“我们的研究首次实现了完全在体外再现精子发生的过程,为该技术向临床应用的转化奠定了理论基础。”赵小阳对记者说,该成果已在项目内的研究组得到重复验证,产生了数十只小鼠后代,这些小鼠发育良好,并能正常繁殖下一代。

周琪与赵小阳表示,下一步将改进技术,并尝试在其他物种如灵长类动物身上进行类似研究,以验证该技术的安全性、有效性与可行性,包括用这种精子产生的后代是否有癌症风险等。

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