同性伴侶孕育後代不再是夢

同性別的人可以孕育後代嗎？現在有些技術已經讓同性生殖不再遙遠。這些技術能讓許多同性伴侶看到希望：擁抱遺傳學上屬於彼此的孩子。

繪圖：Kelly Jaeger/Discover

同性別的人可以孕育後代嗎？這聽起來像天方夜談，不過現在有些技術已經讓同性生殖不再遙遠。儘管離實際應用還有一段距離，但這些技術至少能讓許多同性伴侶看到希望：擁抱遺傳學上屬於彼此的孩子。

來源丨Discover magazine

撰文丨Roni Dengler

翻譯丨楊心舟

Cara Gormally的受孕過程讓她一直籠罩在陰鬱的氛圍中，她本人非常想要一個孩子，而她和同性伴侶所要面對的唯一困難，就是選擇合適的精子捐贈來源。她們在尋找捐贈者的階段還比較輕鬆，但接下來，Gormally的受精過程變得艱難起來，她每個月都會由於受精失敗而變得沮喪和失落。「這一過程中，隨機因素太多了，我們只能憑運氣。」她表示。經濟和生理上的雙重重壓讓她身心俱疲。

但這還不是最難的部分，她和妻子已經接受一個事實，那就是無論她們多渴望要一個孩子，從生物學上來說，這孩子都不會和Gormally的妻子有任何血緣關係。

「一想到孩子從遺傳學上來說不是來自我們倆，我就會非常傷心，」Gormally表示，「我希望能突破這種生物學上的不可能。」

現在，一系列新技術可能有潛力改變這種不可能，讓同性伴侶也能像異性伴侶一樣獲得融合兩人遺傳基因的孩子。 

同性生殖的最大阻礙

哺乳動物體內的絕大多數細胞都帶有兩組染色體。其中一組來自父親，一組來自母親。不過精子和卵子屬於特例，只帶有一組染色體。當卵子受精後，受精卵又會重新擁有兩組染色體。

對於Goamally和妻子這樣的同性伴侶來說，阻礙她們獲得兩人共同結晶的最大阻礙就是基因組印記。這些印記會在父母的DNA上帶上不同的標記，並且同時傳遞給自己的後代。這樣的目的是為了讓某些基因只通過母源或父源一方的DNA表達。如果這一過程出了差錯，則可能會導致流產、後代出現發育缺陷和癌症。

在精子和卵子中，染色體上特定的印記基因會被沉默或者重寫，無論這條染色體之前是來自父親還是母親。

Jay Smith/Discover

在DNA執行基因印記過程中，母親一方不同區域的部分標記會關閉特定基因的表達，因此這段基因就只能依賴父親提供的DNA來表達，反之亦然。（當然並不是所有的印記都會關閉基因表達，有些也會激活基因）。這就是同性伴侶想獲得小孩最大的困難，如果用的都是來自女性或男性的DNA，那麼某些區域的基因就可能都是關閉的，這樣胎兒不可能正常發育。

「我們無法保證正常發育所需的所有基因都處於開啟狀態，除非胚胎同時接受了父源和母源的遺傳物質。」 Marisa Bartolomei表示，她是賓夕法尼亞大學的遺傳學家，正是她在小鼠中發現了第一個印記基因。

科學家大約在30多年前就在哺乳動物中發現了基因組印記，在上世紀80年代的實驗中，研究人員嘗試移除了小鼠受精卵中來自母親或父親的基因組，然後再往這個受精卵中加入一套基因組，最後變成全部是母源基因組或者父源基因組的胚胎。這種受精卵可以使小鼠懷孕，但胚胎都無法發育存活。

這些實驗說明，胚胎的正常發育離不開父母雙方的遺傳物質。並且父母雙方的DNA在某些方面可能表達得並不一樣。而後續還有實驗還發現，如果小鼠胚胎某段區域的一對DNA拷貝都來自同一方（而不是父母各提供一條拷貝的話），那麼小鼠的發育過程就會出現不同。

比如有一段基因可以控制小鼠長出髮夾一樣的尾巴。當研究人員將母源DNA上相關的基因區域刪除時，小鼠胚胎會長得更大，並且在發育中途死亡。而將父源DNA上相關基因區域刪除時，基本上不會對小鼠發育產生影響。

隨後的30年裡，研究人員發現了越來越多的印記基因（他們估計應該有100~200種這樣的基因）以及可以沉默這些基因表達的標記。這一過程中，科學家也發現這些印記基因會和人類的發育紊亂有關，他們也意識到，同性伴侶想要獲得遺傳學上的後代，最大的困難就在這裡。

衝破阻礙

在2018年10月，科學家在小鼠中打破了這種不可能。中科院動物研究所的李偉課題組在刪除了一些印記基因區域後，讓兩隻雌性小鼠獲得了健康的後代。他們也在兩隻雄性小鼠中進行了嘗試，但兩隻雄性小鼠獲得的胚胎在出生數天後就死亡了。儘管在兩隻雄性鼠中沒有成功，李偉仍然很樂觀：「這項研究向我們展示了一些可能性。」 

為了打破印記基因的阻礙，李偉和同事選擇了一隻雌鼠提供胚胎幹細胞，並用CRISPR/Cas9技術將一些基因區域刪除。之後它們將編輯過的胚胎幹細胞注入了另一隻雌鼠的卵子中，最後由代孕鼠負責孕育胚胎，並產下後代。

在這項實驗的前兩年，李偉課題組就已經在同性小鼠生育後代的實驗中獲得了一些成功。當時他們刪除了2個印記基因區域，這些由兩隻雌性小鼠孕育的後代仍然可以活到成年，並擁有自己的後代，但它們會出現一些生長缺陷。平均來說，由兩隻雌鼠孕育的後代要比雌雄小鼠生育的輕20%，而在2018年的這項研究中，他們刪除了第3個印記基因區域後，小鼠能正常地生長了。

但是科學家現在還無法在兩隻雄鼠身上重複這個結果，相關的實驗難度也比兩隻雌鼠要大。他們發現，如果要讓兩隻雄鼠擁有遺傳學上的共同後代，需要刪除的印記基因區域可能是兩隻雌鼠的兩倍。因此，在李偉的研究中，他一共刪除了7個印記基因區域才成功地讓兩隻雄鼠獲得了後代。

儘管千辛萬苦讓它們獲得了後代，但存活的小鼠數量屈指可數。只有2.5%的胚胎會開始發育，0.5%的小鼠能存活兩天，沒有小鼠活到了成年。

「目前，兩隻雄性小鼠產生健康的後代還是做不到，我們需要克服更多的阻礙才能保證這些小鼠在出生後能夠存活下來，」李偉表示，「出生率越低，越能說明兩雄生殖中有一些未知的障礙在阻止胚胎發育。」

相對地，兩雌生殖的情況就要好很多。它們產生的後代可以活到成年，還能再次與其他雄鼠交配產下自己的孩子。並且行為上也與其他小鼠一樣，沒有不同。就他們的研究來說，兩雌生殖獲得的小鼠和實驗室其他小鼠一樣健康。

「這並不意味著這些小鼠各個方面都是正常的，」李偉特別提醒到，「在嚴格限制的實驗條件和數量有限的動物下，我們無法檢測到所有方面的問題。」當然，儘管這項實驗在小鼠中獲得了成功，並不意味著能夠提供給人類使用。「在進行人體試驗之前，再多的安全和風險性考慮都不為過，」尤其是兩雄生殖，就現在的技術來說，兩隻雄鼠產生的後代會非常不正常，也存活不了。

由於兩雌生殖看起來更有希望，他們現在正準備將相關的技術應用到猴子中。如果能在猴子中成功，就意味著同性生殖離人類又更近了一步。

另一種希望

儘管上面的研究令人鼓舞，但是像Gormally和她伴侶一樣的人現在還是無法用得上這種技術。不過，這也不是同性伴侶唯一可以指望的方法，另一項被稱作「體外配子發育」（IVG）的技術也許是他們的第二種選擇。

科學家可以利用IVG技術將身體的其他類型細胞轉變成卵子或者精子。並且已經有生物學家嘗試了IVG，將成人的皮膚細胞重編程成幹細胞，之後再對其促分化，使這些幹細胞分化成卵細胞或者精子。

一些日本的研究團隊在IVG技術方面已經非常嫻熟，日本京都大學的齊藤通紀和林克彥就曾經利用小鼠尾巴上的細胞重新產生了具有功能的卵子。

之後，他們給這顆重編程產生的卵子進行了受精，並移植到代孕鼠中。結果，胚胎能正常發育，產生的後代不僅健康而且也具有生殖能力。因此，理論上來說，如果是兩個女性，只需將其中一名女性的皮膚細胞轉變成精子，然後再給她伴侶的卵子受精就能孕育後代。

IVG技術的確能夠改變同性伴侶獲得後代的可能性。「如果這種方法是可行的，我們肯定會去嘗試，」Gormally表示，現在，她通過使用捐贈者的精子產下的嬰兒都開始學習走路了，「這完全能夠改變一些不能打破的規則。」

原文連結：

https://www.discovermagazine.com/health/the-slow-march-toward-the-first-same-sex-couple-to-have-a-baby

原標題：同性伴侶想要獲得後代不再是夢