男男生子或将实现！科学家首次让 2 只雄性小鼠产生健康后代
丁香学术
在哺乳动物中，新生命开始于精子与卵细胞成功相遇，形成受精卵，然后子代携带来自双亲的部分遗传物质。长久以来，这都是自然界中哺乳动物繁衍后代的定律，也是维持种群的重要方式。
在鱼类和爬行动物中，还存在一种普遍的繁殖方式，称为孤雌生殖，仅由从未受精的卵母细胞产生后代，但这在哺乳动物的自然繁殖中并未发现。孤雄生殖这一方式更是罕见，仅在一种稀有杂交鱼类和一些无脊椎动物中有发现。
2023 年 3 月 8 日，在弗朗西斯·克里克研究所举行的第三届国际人类基因组编辑峰会上，来自日本九州大学的 Katsuhiko Hayashi 介绍了他们的最新研究：通过将雄性小鼠细胞转化为卵子，他们最终创造了具有两个亲生父亲的小鼠后代。
Katsuhiko Hayashi（图片来源：网络）
研究人员将携带男性 XY 染色体的皮肤细胞重新编程为干细胞样状态，即所谓的诱导多能干细胞（iPSCs）。然后删除这些细胞中的 Y 染色体，并替换为从另一个细胞「借用」的 X 染色体，以产生具有两条相同 X 染色体的诱导多能干细胞。
随后，将该细胞放置在卵巢类器官（一种复制小鼠卵巢内条件的培养系统）中培养，使其变成卵子。并将该卵子与正常精子结合受精，获得了大约 600 个胚胎。
这些胚胎被植入代孕小鼠体内，最终诞生了七只小鼠幼崽。这些小鼠均身体健康、寿命正常，并在成年后能够正常繁殖后代。
这一效率大约为 1%，低于正常女性卵子的效率。在试管婴儿治疗中，每个卵子大约有 5% 的机会可以最终成为活产婴儿。
图片来源：站酷海洛
领衔这项研究的科学家 Katsuhiko Hayashi 是实验室培养卵子和精子领域的先驱，他表示这项研究是从哺乳动物雄性细胞制造出健康卵母细胞的第一个案例。
「这个研究最大的技巧，是 X 染色体的复制，」Hayashi 说。「我们试图建立一个复制 X 染色体的系统。」
同时，Katsuhiko Hayashi 表示，从技术上而言，在十年内从男性皮肤细胞中创造出可行的人类卵子在技术上是可行的。但很多研究人员则认为，鉴于科学家尚未从女性细胞中创造出可行的实验室培养的人类卵子，Katsuhiko Hayashi 的这一预期过于乐观。
来自加州大学洛杉矶分校的 Amander Clark 教授表示，将这项工作转化为人类细胞将是一个「巨大的飞跃」，因为科学家们尚未从女性细胞中创造出实验室培育的人类卵子。目前已经创造了人类卵子的前体，但直到现在，细胞在减数分裂点之前就停止了发育，减数分裂是成熟卵子和精子发育所必需的细胞分裂的关键步骤。Amander Clark 说：「目前，我们正准备迎接这个瓶颈，接下来的步骤是一个挑战，这可能需要 10 年或 20 年的时间。」
相关研究回顾
在之前的研究中，来自上海交通大学附属仁济医院等单位的研究团队曾通过基因编辑技术，创造了能够直接从单个未受精的小鼠卵母细胞产生可存活的足月后代。该研究发表在 PNAS 杂志，这一哺乳动物的孤雌生殖，是单性生殖的重要科学进步。
图片来源：PNAS
其实，科学家们也曾在哺乳动物上进行孤雄生殖的尝试。2018 年，中科院动物研究所的李伟、周琪和胡宝洋课题组联合在 Cell Stem cell 上发表论文，宣布首次实现了哺乳动物的孤雄生殖。
他们利用干细胞技术和基因编辑技术，得到了和世界上首只双父亲来源的小鼠。然而，这项技术尚未达到成熟阶段，小鼠出生后不久就去世了，12 只中只有 2 只存活超过 48 小时。
图片来源：Cell Stem cell
Katsuhiko Hayashi 的这项研究是第一次从雄性细胞培养出活卵，并且产生健康可育的后代，标志着一个重大的进步。Hayashi 的团队现在正试图用人类细胞复制这一成果。
该技术还可以用于治疗某些不孕症，包括患有特纳综合症的女性，她们存在 X 染色体的一个拷贝完全缺失或部分缺失，Hayashi 说这类应用是该研究的主要动机。
题图来源：站酷海洛
参考资料：
https://www.theguardian.com/science/2023/mar/08/scientists-create-mice-with-two-fathers-after-making-eggs-from-male-cells
