我們都知道如何制作嬰兒：精子遇到卵子，分子魔法發(fā)生，整個人從一個細胞中復活。但這是唯一的方法嗎?

十年來，科學家們一直在激烈地競相重新定義我們所知道的繁殖。依靠諾貝爾獎獲獎技術，這些細胞重編程人員正在精心揭示可以將皮膚或血細胞轉變?yōu)槠渌毎愋偷拿艽a - 包括將一代與下一代聯系起來的細胞類型。

如果它們成功，其意義令人興奮：通過簡單的抽血或面頰拭子，科學家們可以消除這些細胞的身份，并將它們轉化為真正的精子或卵細胞。不孕癥可能已成為過去。無論年齡大小，女性都可以生孩子?？茖W家們甚至認為，有一天我們可能會讓男人的皮膚細胞變成卵子而女人變成精子 - 這種“性逆轉”可能會讓同性伴侶重生。

要明確：我們還沒有。雖然科學家們早已掌握了從皮膚細胞回到干細胞(稱為iPSCs)的旅程，但追求這些新生的干細胞變成未成熟的卵子一直是一個令人生畏的難題。更大的謎團是如何通過成熟的生化管道逐漸誘導未成熟細胞，使它們準備好接受精子。

但哈佛大學的干細胞生物學家George Daley博士認為我們很接近。最近的進展“絕對清晰，令人嘆為觀止”，他在2017年表示。該領域的其他人一致認為解決方案可能觸手可及 - 甚至可能在一兩年內。

他們是對的。上周，日本研究小組在“科學”雜志上發(fā)表了一篇將人體血細胞轉化為未成熟卵子的公式。在由小鼠卵巢細胞制成的人工子宮的幫助下，人類細胞經歷了DNA變化，模仿了10周齡正常人類卵子中的DNA。

由此產生的雞蛋遠不是完整的雞蛋，它們還不能受精以產生人類胚胎。

但是“不能否認這是一個壯觀的下一步，”布朗大學的Eli Adashi博士說，他沒有參與這項研究。“考慮到人類的這種困難，[這項新研究]在某種程度上打破了局面。”

實驗室制造的老鼠的尾巴

實驗室種植的雞蛋在2016年從“不可能”到“神圣廢話”急劇轉變。利用鼠尾的細胞制造iPSC，由京都大學的Mitinori Saitou博士領導的團隊梳理了精確的步驟和分子需要將這些細胞轉變?yōu)?ldquo;原始”生殖細胞 - 細胞在發(fā)育階段的早期階段，它們仍然可以轉化為卵子或精子。

然后是沖擊：團隊將那些原始細胞粘在一個小鼠卵巢細胞的繭中，這提供了必要的環(huán)境 - 也許是分子指令 - 成長為成熟的成熟卵細胞。這是生命史上第一次將卵細胞制成體外。

更重要的是，然后將卵子施肥以產生8只健康的小鼠幼崽，最終繼續(xù)擁有自己的幼崽。

在研究發(fā)表后，iPSC的發(fā)明者山中伸彌稱該團隊為“天才”。

然而，如何將老鼠和男人聯系在一起卻令人頭疼。該團隊的人工卵巢是由胎鼠收獲的組織制成的。在可用性和道德方面，從人類胎兒組織制作類似的孵化器很麻煩。當時，該團隊認為他們可能被迫從iPSC制備支持卵巢細胞 - 這是一個具有挑戰(zhàn)性且耗時的額外步驟。

一個糟糕的生命搖籃

正如上周同一團隊所報告的那樣，訣竅在于人 - 鼠雜交。

這一次，從女性人類抽取的血細胞開始，該團隊再次制造了原始的生殖細胞。然后他們小心翼翼地將這些細胞移植到由小鼠胎兒卵巢組織制成的搖籃中，該搖籃組成了一種活的培養(yǎng)皿。

該團隊辛苦地將細胞培養(yǎng)了四個月。細胞坐落在人工卵巢內，慢慢開始重塑整個遺傳景觀。首先，細胞迅速脫落一個小的化學基團，通常在整個基因組中標記DNA，就像正常的七周大的蛋一樣。另一方面，細胞開始復活X染色體的非活性拷貝，這也是卵細胞正常成熟所必需的。

最后，血細胞已經完全轉化為新的東西：卵子，卵子是人類胚胎在懷孕前三個月發(fā)育的成熟卵子的前體。

作者總結說，這些發(fā)現首次提供了人類iPSC有可能轉變?yōu)樯臣毎母拍铗炞C。

下一步

這并不是說實驗室成長的嬰兒即將來臨。

“我認為這是一個重要的步驟，但這是在干細胞制成的卵子和精子可用之前必須采取的幾個步驟之一，”斯坦福大學的生物倫理學家Henry Greely博士說，他沒有參與這項研究。 。“這比以前任何人都用人類蛋更遠，但它還不是一個雞蛋。”

承認作者的一個核心謎團是，為什么小鼠原始生殖細胞在人工卵巢中長到完全成熟，而由人類細胞制成的那些則沒有。很可能的是，小鼠環(huán)境可能無法提供人類卵子成熟所需的所有信號和營養(yǎng)素 - 這是一個從人類出生到青春期的漫長過程。

作者說，未來的研究將不得不“探索最后一個重要步驟的策略和機制”：將未成熟的卵子轉化為成熟的卵細胞。

還有一個更大的障礙等待著：明確證明血液轉化卵細胞正常工作的唯一方法就是給它施肥并使其生長 - 或許完全可以成為一個活生生的呼吸寶寶。

如果那個實驗讓你感到沮喪，那么你并不孤單。Saitou和他的團隊非常清楚跨越界限的道德含義。相反，該團隊正計劃在猴子身上重復他們實驗室培養(yǎng)的老鼠實驗。

“我們需要證明的是，我們可以生產優(yōu)質，優(yōu)質的雞蛋。為此，我們需要展示后代，“Katsuhiko Hayashi博士說，他曾與Saitou一起參與2016年鼠標研究。此外，對猴子的研究也將很好地代表該程序在靈長類動物中是否安全 - 也就是說，如果生成的小猴子是健康的，并且它們是否可以產生自己的后代。

如果成功，社會影響是巨大的。投資者和體外受精診所已經在戲弄“胚胎農場”的想法。當雞蛋和精子變得便宜時，可以為一對尋求生育治療的夫婦定期制作數百個實驗室制造的胚胎?；驕y序可以清除麻煩的那些，例如遺傳上適應阿爾茨海默病或心臟病的那些。

為什么不進一步呢?實驗室培養(yǎng)的胚胎將成為基因編輯的完美基質，可以完全消除疾病風險或增強先天能力，在輔助生育和“設計嬰兒”之間建立直接關系。

對于蒙大拿州立大學的Renee Reijo Pera博士來說，對科幻生殖未來的猜測 - 無論是光明的還是反烏托邦的 - 現在已經超越了這一點。最終目標很簡單：幫助那些患有不孕癥的人。

“我不認為像體外配子發(fā)生[試管卵子或精子]這樣的東西是可怕的。我看到一群人正在受傷，“她說。