Science：干细胞技术让皮肤细胞变精子，帮助“XXY”男生育后代

本文作者：Dr.韦

干细胞技术让很多看似无计可施的事情得到了逆转，例如胎盘干细胞治疗缓解了早衰症女孩的症状，基于胚胎干细胞的细胞植入物有望让I型糖尿病患者摆脱胰岛素注射的痛苦，干细胞技术或能让生育无望的男性拥有健康后代……

8月17日，Science杂志上的新研究显示，通过干细胞技术能够将皮肤细胞转变成精子，有望帮助一些不育男性生育后代[1]。

染色体数目正常对机体的正常发育和健康至关重要。性染色体三体影响着全球0.1%的人口，并且与不育不孕有关。绝大多数男性都有X和Y两条性染色体，但有小一部分男性含有3条染色体（XXY或XYY），这种情况使得他们很难产生可育的精子。

Science杂志上的这项研究中，研究小组找到了一种方法可以克服这些额外染色体引起的不育。他们首先培育了含有3条染色体的小鼠，然后试图将这些小鼠的皮肤细胞重编程成为诱导多能干细胞，这是将皮肤细胞转变成其他类型细胞的前提。

他们发现，在重编程为诱导多能干细胞时，这些XXY和XYY不育小鼠的成纤维细胞失去了额外的性染色体，这种现象也被他们称为“三体偏好性染色体丢失”。此外，生成的正常XY诱导多能干细胞可以分化为雄性生殖细胞，这些细胞具有精子的功能，可用于卵胞浆内单精子注射，并生育出染色体正常且具有生育能力的后代。

在小鼠XX以及XY诱导多能干细胞的生成过程中，染色体丢失是比较罕见的。研究人员发现，三体偏好性染色体丢失也适用于其他染色体。

他们在21-三体综合征小鼠模型中重复了上述试验，结果发现额外的21号染色体在诱导多能干细胞重编程过程中也发生了丢失。

为了验证这种现象是否在人类中发生。他们在Klinefelter综合征患者（47，XXY）和21-三体综合征患者（47，XY，+21）的成纤维细胞中开展了试验，诱导多能干细胞的重编程产生了整倍体细胞，证实了“三体偏好性染色体丢失”在人类细胞中也存在。

这些发现对克服与人类性染色体数目异常相关的不育症具有重要的意义。

展望

随着干细胞技术的发展，皮肤细胞变生殖细胞的研究报道屡见不鲜。2016年，美国斯坦福大学遗传伦理学家Henry Greely在撰写《The End of Sex and the Future of Human Reproduction》时写道[2]，通过干细胞技术将女性的皮肤细胞诱导成卵子，随后将这些卵子与其丈夫的精子进行受精，可创造出多达100个胚胎。

除了生殖细胞，干细胞技术还能将皮肤细胞转化成其他具有医学价值的细胞。北卡罗来纳大学的研究团队曾在《Nature Communications》杂志上展示[3]，他们已经成功地将成纤维细胞重新编程为诱导神经干细胞。在动物试验中，这些神经干细胞可在整个大脑中穿梭并杀死残留的癌细胞，同时他们通过改造这些干细胞，生产了一些能够杀死肿瘤的蛋白，进一步打击癌症。

虽然科学家们在这个领域取得了很多进展，但还有很多问题需要探讨。例如，在《Science》的这项新研究中，干细胞转化为精子的机制人们尚未完全弄清楚。

参考文献：

【1】 Fertile offspring from sterile sex chromosome trisomic micehttp://science.sciencemag.org/content/early/2017/08/16/science.aam9046

【2】The End of Sex and the Future of Human Reproduction. Henry T. Greely Harvard University Press: 2016.ISBN: 9780674728967

【3】 Therapeutically engineered induced neural stem cells are tumour-homing and inhibit progression of glioblastoma, https://www.nature.com/articles/ncomms10593