(图文)男人快没用了 英国科学家合成人造精子

显微镜下，一群细胞在培养皿中快活地游动，它们状如蝌蚪，有着近似椭圆的头部和细长的尾巴，与精子细胞的外形几近一致。 
 

伊朗籍生物学家纳耶尼亚教授(Prof. KarimNayernia)赋予这群细胞一个独特的名字：IVD精子——源自体外的精子(InVitro Derived Sperm)。

这种由人胚胎干细胞诱导而成的“人造精子”真的“管用”吗？会不会让男人无用武之地？会不会带来伦理问题？会不会给人类的繁衍带来新变数？

3%的细胞能长出小尾巴

2009年7月8日，任职于英国纽卡斯尔大学东北英格兰干细胞研究所的纳耶尼亚教授与其团队在《干细胞研究与发育》杂志上发表论文，宣布他们成功地将人胚胎干细胞诱导为“人造精子”。
 
通过《自然》网站的报道，这项研究迅速吸引了大众眼球。

作为未分化状态的细胞，干细胞的最大优势是“具有分化成为其他类型细胞的潜力”，因此又被称为“万能细胞”，而胚胎干细胞又是所有干细胞中分化能力最强的一种。纳耶尼亚的研究结果恰恰展现了这一点。

他首先将人胚胎干细胞诱导成为精原干细胞。具体来说，就是用维生素A的衍生物维甲酸和其他化学物质，调配成了一种特殊的培养基，生长在其中的干细胞，可以按照预期被培育成为精原干细胞。光是这一步就足足花了15个月时间。

并非100%的胚胎干细胞都能被诱导，好在研究之初科学家就预先设定好了筛选标记——只有发出绿色荧光的细胞才是所需的目的细胞。利用一种名为流式细胞仪的高通量筛选机器，凡是成功诱导的精原干细胞细胞大都能被精准地挑选出来。

接下来迎接这些精原干细胞的是减数分裂的考验。众所周知，人体一般的细胞拥有23对染色体，比如精原细胞和卵原细胞就是这样。它们经过减数分裂形成精子和卵子后，染色体数目会减少一半，只有23条。这样一来待卵子受精后，受精卵的染色体数目就重归为23对。现在，科学家就是要让精原干细胞通过减数分裂变成真正意义上的精子。不过只有3%的细胞经过种种艰难险阻通过了这项考验，最终人造精子呱呱坠地了。

男人没用了吗

看起来，这项新成果直接动摇了人类世界两性生殖的基础。因此不少人惊呼，男性或许很快就要被踢出“人类繁衍”这个光荣、伟大、正确且有时还能带来快感的事业了。

对于这样的疑问，纳耶尼亚并不感到新鲜——“男人无用论”时常成为实验室女性同事插科打诨的戏谑话题。对此，纳耶尼亚教授的回答很直接：不会。

他的研究结果也说明了这一点。研究伊始，为确保结果可靠，来自男性和女性的人体胚胎干细胞被同时使用，从志愿者骨髓样本中分离得到的间充质干细胞也被当成了实验对象。

在现阶段的实验中，科学家观察到，只有携带XY染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子，而带有女性特征的XX染色体的干细胞，虽然能够形成早期的精原干细胞，却始终无法通过减数分裂的考验。

看到这里，男人是不是该松口气？

形似而神不似

这次震动世界的发现，并不是纳耶尼亚在干细胞研究上的首次发声。事实上，他在这一领域已经耕耘良久，而此次成功也并非是人造精子的第一次面世。

早在2006年，他和同事就在实验小鼠身上进行了尝试。他们先从雄性小鼠的胚泡中提取出干细胞，经过诱导，干细胞转化成了精原干细胞。在实验室条件下，经过72个小时的分化，诞生出了成熟的小鼠人造精子细胞。随后，科学家利用这种精子使正常小鼠卵子受精，再将受精卵发育成的胚胎植入到雌性代孕小鼠的子宫中。

遗憾的是，这种胚胎发育成功率非常低。研究者植入了数百个胚胎，但最终只有7只小鼠顺利诞生，其中一只在出生后不久就夭折了，另外6只也在5个月内死去。这远远低于正常小鼠两年的平均寿命。

由于精子在睾丸和附睾中要经历十分复杂的发育过程，这其中还需要体内许多因子参与调控，任何一环的缺失都会导致精子发育不良。现阶段，出于法律和伦理的考虑，人造精子无法用于人体试验。仅仅凭借外形，显然无法判定科学家制造出的是真正的、健康状况良好的精子，再加上小鼠实验极低的成功率，不少科学家怀疑这种所谓的“人造精子”只是一种形似而神不似的细胞。

英国牛津大学的生理与生殖学研究者阿奇姆·苏拉尼就表示，这种在实验室条件下诱导出的貌似精子的细胞，与真实的精子相差甚远。该校医学研究委员会的贝吉教授也表示，纳耶尼亚小组需要补充更多的证据，证明这些人造精子是正常的。

面对质疑，纳耶尼亚给出了他的答案——首先，这些人造精子的蛋白表达谱是精子独有的，有一种对卵子分裂起重要作用的精子特征蛋白，就存在于这些人造精子的尾部；其次，人造精子的染色体数目是23条，与正常精子一模一样，而且它们同样是通过尾巴的摆动而进行运动的。

不过他也承认，这项研究只是找到了一条可行的道路而已，研究本身还出于开始阶段，革命尚未成功。

纳耶尼亚提到，在每7对夫妇就有一对存在生育问题的当下，他们的研究目的是“为不育症的治疗趟出一条新路”。他认为，对精子形成细节的深入理解，能够帮助我们更好地治疗男性不育症。而目前人造精子的安全性和稳定性需要进行更多的测试，细胞健康与否也要通过更多的动物实验加以确认。

不过他依然信心十足地表示：“大约5到10年后，这项技术将会趋于成熟，届时人造精子或可成为解除不孕夫妇痛苦的有效方法。”

规避伦理纷争

以胚胎干细胞为材料的研究，往往会招致伦理界人士的非议，更何况人造精子还直接涉及人类的生殖繁衍。

就职于英国公益组织“生殖理论评论”的约瑟芬·昆塔瓦勒，对人造精子表示出隐忧：“将完好无损的人体胚胎破坏掉，变成一个不知道有没有用、或许有巨大暗疾的精子，这太疯狂了。”

“你会否用这种人造精子进行人类的受孕”——对于这个问题，纳耶尼亚给出了否定的答案。他认为：“虽然存在用人造精子产生后代的可能性，但不加考虑地利用人造精子制造婴儿，是一种无视法律的行为。”在伦理困境与技术难题的夹击之下，纳耶尼亚试图寻找两全之法。他想利用人工诱导的多功能干细胞(Inducedpluripotentstem cell，IPS细胞)为起始材料来诱导精子的产生，从而规避人胚胎干细胞研究的法律限制。

近一段时间以来，IPS细胞研究风头正劲。2006年日本京都大学的山中伸弥将四个基因导入至小鼠的体细胞，经重新编程后，诞生出世界上第一株IPS细胞；几乎与此同时，美国威斯康辛大学的汤姆森利用另外的基因，也成功得到了IPS细胞。这些震动学界的发现顿时成为各个干细胞实验室关注的焦点。

不过从IPS细胞出发制造精子亦非坦途。形象地讲，将普通体细胞诱导成为IPS细胞，就如同将已高度分化了的细胞回拨至分化原点，而此过程中用到的4个基因中的一个很危险。该基因在体内的异常表达，常常与某些肿瘤的诱发关系甚密。此外导入基因时需要用到病毒载体，这种载体的特点是会随机插入到宿主基因组中，倘若一旦插入有误，破坏了宿主的一个抑癌基因，那么有可能导致癌症发作的糟糕后果。

虽然新近的研究表明，可以在这些基因完成了回拨分化时钟的任务后，过河拆桥般的将其“卸载”，但美国科学家利用基因芯片技术比较了IPS细胞和人胚胎干细胞之间基因表达的情况，发现差异不小。这说明并不能将二者同日而语。这为纳耶尼亚期望中的完美精子又增加了许多不确定的因素。

前途是光明的，道路是曲折的——这句话同样适用于纳耶尼亚的人造精子研究。