由人類血液細胞製造的卵原細胞(染成粉色)圖:齊藤通紀實驗室

日本京都大學(Kyoto University)生物學家齊藤通紀博士領導的研究團隊,成功由人類血液細胞培植出卵原細胞(oogonia,人類卵子的前驅細胞),這表示未來也許能在實驗室中製造卵子和精子。實驗室製造的卵原細胞雖然不夠成熟到可以受精,但研究人員表示,使其能受精是研究複製的下一步,而且可能很快就會實現。

誘導性多能性幹細胞

這項研究以 2012 年齊藤通紀博士的研究為基礎,當年的研究利用誘導性多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell,簡稱 iPS 細胞)分化出的卵子與精子,成功受精孵育出小鼠。iPS 細胞擁有與胚胎幹細胞類似的再生能力,理論上可以分化成各種器官或組織。

這項突破性的研究是使用小鼠胚胎組織所建構的模擬卵巢,讓幹細胞置於模擬卵巢中,以製造出 iPS 細胞。不過要從人類胚胎細胞建構類似的模擬卵巢是非常困難的。研究人員於是將目標放在能製造出 iPS 細胞的人類血液細胞上。

卵原細胞

研究團隊將人類血液細胞轉化為 iPS 細胞,再將這些幹細胞誘導產生原始生殖細胞,然後將原始生殖細胞置入用四個月以上的小鼠胚胎細胞製成的模擬卵巢內。培育 11 周之後,部分的原始生殖細胞發育成卵原細胞。經過基因分析比對,這些卵原細胞與 9 到 11 周齡胎兒體內的卵原細胞一致。

雖然卵原細胞對受精而言,仍然不夠成熟。因為卵原細胞仍需分裂產生卵母細胞,最終才會成熟產生卵子,但此研究成果仍有極大進展。下個階段,研究團隊希望能透過相似的幹細胞培植過程,來製造人工精子,並培育足夠成熟、可以受精的卵子。

顛覆過去的醫學認識

這項研究的結果證實,幹細胞技術有徹底複製人類生育過程的潛力。儘管本研究只是製造出卵原細胞,這種細胞甚至不足以完成受精,甚至無法發育成胎兒。至於能否在實驗室製造出一個成熟的卵子,科學家相信這只是時間早晚的問題,而不是能或不能的問題。

當此技術一旦成熟,所有面臨生育問題的人們,包括同性戀和不孕症患者,在未來想要擁有具有自己基因的後代,已經出現希望的曙光。如果現有的人類細胞是在實驗室中製造人造卵子的關鍵,理論上來說,科學家就能用某人的血液細胞、毛髮細胞或皮膚細胞來製造胎兒。

倫理問題

然而,這項研究結果也引起許多倫理和道德方面的爭議。美國達特茅斯學院(Dartmouth College)生物倫理學家羅納德·格林教授(Ronald Green)認為,此研究導致許多奇怪的可能性出現,例如嬰兒可能是由任何人的身體細胞製成。而製造卵子的細胞來源將有可能來自偷竊,或其他非正當途徑。

格林教授補充:「女人可能會想要喬治·克隆尼(George Clooney)的孩子,而克隆尼的理髮師可能會開始在網路上販賣他本人的頭髮毛囊細胞。所以我們突然會發現許多克隆尼後代的存在,而這些後代都是在未經克隆尼的同意下產生的。」

這個新興領域也可能帶來其他相關問題,包括可能導致新生兒帶有嚴重的基因問題,同時會產生道德兩難,例如是否允許對胚胎作 DNA 檢測分析。史丹佛大學(Stanford University)生命倫理學家漢克·格瑞利教授(Hank Greely)表示,這種 DNA 分析可能導致父母或政府扮演上帝,有權力挑選哪些胚胎能發育成胎兒。

 

參考資料:

  1. Meilan Solly (2018. Sep. 24) Scientists Create Immature Human Eggs Out of Blood Cells For the First Time. Smithsonia
  2. Chika Yamashiro, et al., (2018, Sep 20). Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in vitro. Science DOI: 10.1126/science.aat1674
  3. Daniel Oberhaus (2018, Sep 22). Scientists Just Made Human Egg Cells from Human Blood for the First Time. Motherboard
  4. Rob Stein (2018, Sep 20). Scientists Create Immature Human Eggs From Stem Cells. NPR
  5. Carolyn Y. Johnson (2018, Sep 20). The ‘game-changing’ technique to create babies from skin cells just stepped forward. The Washington Post
  6. Antonio Regalado (2017, Aug 7). A New Way to Reproduce. MIT Technology Review

 

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