日本幹細胞研究再下一城

 
2016/12/05 王道還 | 生物人類學者(已退休)
藝術家筆下的精子與卵子(圖片來源:種子發)
  • 藝術家筆下的精子與卵子(圖片來源:種子發)
 
2011年,日本幹細胞專家林克彥在京都大學教授齋藤通紀的實驗室完成了一項創舉。他以雄性小鼠的胚胎幹細胞(ESCs)與誘導型多功能幹細胞(iPSC)衍生成類似外胚層的細胞,再分化成原始生殖細胞,最後產生精子。那些精子能使卵子受精、發育成胚胎、再繼續發育為成體。他的iPSC來自成年小鼠尾巴端點的纖維母細胞。(按,纖維母細胞源自中胚層,原始生殖細胞源自外胚層。)

2012年,林克彥以雌小鼠的胚胎幹細胞與誘導型多功能幹細胞衍生成原始生殖細胞。研究人員把那些原始生殖細胞與胚胎性腺體細胞組合成「重建卵巢」,再植入裸小鼠的卵巢囊中,原始生殖細胞便能分化成卵子。那些卵子在試管中成熟、受精,能繼續發育成小鼠。

總之,林克彥在實驗室製造卵子,只剩最後一關必須使用活的小鼠–讓活的卵巢把原始生殖細胞催熟。2014年,林克彥受聘為九州大學教授,建立自己的實驗室,再接再厲。

今年7月,東京農業大學教授尾畑彌生的團隊克服了這一關。他們使胚胎性腺在實驗室繼續發育,形成正常的濾泡與卵子。那些卵子能夠受精、形成胚胎,植入小鼠的子宮後能繼續發育。用這個技術也可以使冷凍胚胎性腺在試管中育成成熟卵子。

尾畑團隊的突破使林克彥團隊得以總結過去的實驗。研究人員現在能夠在實驗室中培育出成熟卵子,並讓那些卵子受精、發育、出生、完成生命循環。不過,完全在實驗室中培育出的卵子有很高的比率有染色體異常。300個胚胎中,只有11個發育完成、出生。而從小鼠體內取出的成熟卵子,受精後有60%完成發育。

在實驗室培養出哺乳類的成熟卵子,是生殖生物學的一大成就。但是,能不能用同樣的系統培育人類卵子?人類卵子的分化過程與小鼠卵子相似到什麼程度?科學家還沒有把握。林克彥準備先用非人類靈長類做實驗。由於靈長類的發育期比小鼠長多了,我們還需要一段時間才能回答這些問題。

參考資料
  1. Cyranoski, D. (2016) Mouse eggs made from skin cells in a dish. Nature, 538, 301.
  2. Vogel, G. (2016) Are labmade human eggs coming soon? Science, 354(6310) , 272.
 
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