基本介紹
- 中文名：人造精子
- 研究點：英國紐卡斯爾大學
- 研究時長：十幾年
- 起始研究時間：1994年
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研究歷史
國外
幹細胞研究的一個新趨勢是希望將幹細胞誘導分化為精子或卵子，因而人造精子和人造卵子成為一個新的研究熱點。人造精子研究已經持續了十幾年的時間。
1994年，美國賓夕法尼亞州大學獸醫學院的研究人員發展了在小鼠間移植精原幹細胞的方法。1996年，科研人員將健康雄性老鼠的冷凍精原幹細胞，植入了不能生育的雄性老鼠體內之後，後者順利產生了精子。但是此後數年間，人造精子研究進展不大。
人造精子
人造精子2004年，美國哈佛醫學院喬治·戴利領導的一個科研小組報告說，他們用雄性老鼠的胚胎幹細胞培育出精子細胞，並且把這些精子細胞注入了卵子。這也是首次使用人造精子使卵子受精的報導。同年，新加坡科學家培育出魚的精原幹細胞，並從中培育出了活的成熟魚精子。
2004年4月22日，權威科學雜誌《自然》公布了令人震驚的訊息：日韓科學家利用兩隻雌性老鼠未受精的成熟卵子重組培育出了一隻沒有“父親”的單性老鼠，並取名“輝夜姬”。
中國
中科院動物研究所計畫生育生殖生物學國家重點實驗室韓春生研究員領導的研究小組長期從事人造精子研究，他們在《生命科學前沿》雜誌上發表論文提出，小鼠精原幹細胞與胚胎幹細胞在自我更新調節方面具有共同的機理。由於精原幹細胞是成體中唯一向精子定向分化的幹細胞，因此利用它培育出成熟精子的成功率可能更高。他們正在研究直接利用精原幹細胞培育精子。
實現過程
人體實驗
女性“人造精子”技術
只有男性才會生產精子，然而英國紐卡斯爾大學的科學家卻計畫從女性骨髓中提取幹細胞，培育女性“人造精子”。
精子
精子英國科學家已經提出了實驗申請，一旦獲得批准，英國科學家將在5年內培育出成熟的女性“人造精子”。2013年起，女性在完全不需要男性參與的情況下，就能獨自繁育後代。
科學家稱，“人造精子”技術將為眾多不育症患者帶來福音，然而，由於該技術能夠使女性完全不依賴男人而“單性生殖”，所以這項先鋒性技術也引發劇烈的倫理爭議。
成熟的女性“人造精子”將可以和卵子進行試管授精，生育繁衍後代。這意味著從理論上來說，女性就可以在不依賴男性的情況下，獨自繁衍生子。但納耶尼亞教授稱，就來說，他並沒有任何意圖讓女性“人造精子”和一枚人類卵子進行授精。如果科學家要進行這樣的人工授精實驗，必須要先得到英國人類授精和胚胎管理局批准才行。
不過納耶尼亞教授稱，如果他們將來真能通過女性骨髓細胞培育出成熟的“人造精子”，並將它們用於孕育後代，那么這些“人造精子”也只能生出女兒，因為通過女性細胞培育的“人造精子”中將缺少生育男孩所必需的Y染色體。
我們知道，男性和女性的區別在於，男性攜帶XY染色體，而女性攜帶XX染色體。而精子細胞只帶有一半染色體數目，半數含Y染色體，半數含X染色體。在實驗室環境中，帶有女性特徵的XX染色體的幹細胞，也能夠形成早期的精原幹細胞。
從理論上來說，這樣的精原幹細胞通過減數分裂，也可以形成含X染色體的精子細胞。更直接地說，利用生物技術，可以利用女性體細胞培育出人造精子。當然，這樣的人造精子和卵子結合後，只能產生女性後代。
不過，在現階段的實驗中，其中的原因還並不清楚。
男性“人造精子”技術
據報導，英國紐卡斯爾大學教授卡里姆·納耶尼亞和他的同事們已經掌握了通過男性骨髓細胞培育“人造精子”的技術。在實驗中，納耶尼亞教授的研究小組從男性志願者身上提取出了一些骨髓組織，並從中分離出了幹細胞，然後科學家又將這些幹細胞培育成精原細胞。對於大多數男性來說，他們體內的精原細胞最後都能自然發展成為成熟的精子。
實驗室中培育出來的精原細胞尚未發育成為精子，但這一研究成果卻讓科學家們激動萬分，因為他們相信，最多花3、5年時間，他們就能讓實驗室中的精原細胞發展成為成熟的精子。
動物實驗
科學家先從雄性老鼠胚泡里提取出幹細胞，這種細胞可以說是細胞之母，它可以分裂成生物體上的各種組織。科學家經過一段時間的培養，然後在幹細胞里標記一些早期的精子細胞（精原幹細胞），然後將做好記號的這種精原幹細胞分離出來，接著培養一段時間。最後把精原幹細胞和老鼠的卵子結合，最終形成受精卵。將受精卵植入代孕的母老鼠子宮裡，一個新的老鼠就誕生了。
科學意義
解決不育症
從發育生物學的角度看，不孕症可能是卵子發育不正常或者精子發育不正常導致的，“人造精子”有利於修正和彌補精子發育中的缺陷。理論上講，可以在體外把一個成熟的卵細胞和一個有功能的精子放在一起，它們可以自動結合，或者通過顯微注射的方式在體外與卵子結合。
首次利用人造精子技術育出老鼠
首次利用人造精子技術育出老鼠人造精子技術對於如何治療男性不育症，其一：可以通過手術的方法分離病人的精原細胞，在實驗室中設法使這些精原細胞產生具有生殖功能的精子，再將這些精子植入到患者體內或直接冷凍保存，以便擇期將妻子的卵子取出進行體外受精；其二，人類還可能通過核移植的克隆技術生產出攜帶有不育男子的遺傳物質（DNA）的胚胎幹細胞，這些胚胎幹細胞再經過培育，生產出人造精子。解決這一系列問題，將能用於治療男性不育症。
同性戀者可以有自己的孩子
倫理爭議
讓男人顯得多餘
這一研究在科學界和倫理學界引起了巨大的倫理爭議，批評者們認為，“人造精子”技術已經超越了人類道德的底線，因為這意味著女性也可以變相生產“人造精子”，從而使男人完全成為多餘——未來社會的女性完全不需要男性參與，就能夠單性孕育後代。
人造精子
人造精子由於類似的科技將來也能幫助不孕婦女培育出“人造卵子”，這意味著將來的孩子可以通過完全人工的方式——讓“人造精子”和“人造卵子”受精而孕育出來。此外，該科技還能讓同性戀夫婦生育出擁有他們各自基因的後代，譬如通過這一方法生育出來的孩子，可能會同時擁有兩個女性的基因。該科技可說是除了克隆技術外，又一個將使男人顯得多餘的科技。對此，納耶尼亞教授的回答很直接：不會。他的研究結果也說明了這一點，培育後代依然需要兩性交配才能進行。
嚴重缺陷
女性“自產”的將全是女嬰：由於女性細胞中缺乏生育男孩所必需的Y染色體，所以通過女性“人造精子”生育出來的後代將全部是女嬰。男性和女性都有23對染色體，其中22對染色體是相同的，男性的第23對染色體是X和Y染色體，而女性是XX染色體。從男性骨髓幹細胞中提取的精子細胞帶有X和Y染色體，而女性都是X染色體，所以女性精子細胞與一個卵子結合後，只能發育成女孩。而男性精子細胞與卵子結合後，孩子的性別就是隨機的。
人造精子
人造精子後代能否接受父母
此外，由“人造精子”和“人造卵子”產生的後代，他們是否能夠坦然接受自己的父親或者母親竟是實驗室里製造出來的一堆細胞，這同樣也是一個問題。英國“基督教協會”官員邁克·賈奇稱，只有異性夫婦生育的孩子，才能擁有最佳的成長環境和心理健康。賈奇說：“因為孩子的生活中需要男性榜樣和女性榜樣，確實，有些孩子由於各種原因都是在單親家庭中長大的，但如果你故意製造這樣的單親家庭孩子，那從道德上來說是絕對錯誤的。”
研究進展
比人造精子更最成熟的生精技術
英國紐卡斯爾大學的研究小組宣布並在國際知名學術刊物《發育細胞》上發表這一突破性成果。這項研究負責人是生物學家卡里姆·納耶尼亞，他先前成功利用老鼠幹細胞培育出精子在顯微鏡下觀察，這種人造精子與人類正常精子類似，擁有頭部和尾巴，可以遊動。納耶尼亞說，它們還擁有正常精子所特有的蛋白質和染色體。
人造精子
人造精子納耶尼亞說，這是一批“完全成熟、具有實用性”的精子，能夠與人類卵細胞結合，最終發育成胚胎。
人造精子革命尚未成功
當然人造精子的問世，不但有民間的爭議，還有科學界的質疑。對於英國科學家取得的成就，也有科學家表示懷疑。英國謝菲爾德大學的醫學高級講師艾倫·帕西博士說：“作為一名研究精子的科學家我有20多年的經驗，我無法從他們公開的數據中得出他們所得出的結論，也就是從胚胎幹細胞中分離出來的細胞可以稱為精子，那些培育出來的細胞或許有一些遺傳基因特徵，但和精子在功能和分子結構上有很大差別。”
有科學家更是指出，人造精子存在著嚴重缺陷，女性“自產”的將全是女嬰。由於女性細胞中缺乏生育男孩所必需的Y染色體，所以通過女性“人造精子”生育出來的後代將全部是女嬰。男性和女性都有23對染色體，其中22對染色體是相同的，男性的第23對染色體是X和Y染色體。
