日本團隊：僅激活8個基因，小鼠幹細胞直接轉為可受精細胞

2020-12-19 中國青年報

只要激活8個基因來產生基因控制蛋白，就足以將小鼠幹細胞直接轉化為類卵細胞，這些細胞成熟後甚至可以像卵細胞一樣受精。

頂級學術期刊《自然》（Nature）最新發表的一項研究中，來自日本九州大學、日本理化學研究所（RIKEN）等團隊的研究人員報告了以上發現。

研究團隊稱，這些發現進一步加深了我們對卵子發育的理解，還可能對生殖醫學產生影響。

卵母細胞儲存在體內，在經歷多個階段發育成卵子後，即意味著已經做好受精的準備，這通常被認為創造新生命的第一步。毫無疑問，卵母細胞是非常獨特的，它們有能力產生出創造一個個體所需的200多種高度分化的細胞。

科學家們提到，卵母細胞和它們的細胞質均是不同尋常的。生命科學史上科學家認為操縱它們的一個典型例子就是體細胞克隆，將體細胞的細胞核注入去除遺傳物質的卵子（這一過程被稱為體細胞核轉移（SCNT）），通過人工方法激活後再移植到代孕母體，就可以產生一個新的生命，著名的「多莉」羊就是這樣誕生。

因此，研究團隊認為，對卵母細胞及其發育的基本了解對推進生殖醫學和更好地掌握生命如何繁殖都很重要，但參與調控卵母細胞發育這一過程的基因的調控網絡目前尚不清楚。

九州大學醫學科學學院教授Katsuhiko Hayashi及其同事利用小鼠的胚胎幹細胞，確定了觸發卵母細胞生長所需的8個轉錄因子（調節基因表達的蛋白質）。然後他們誘導這8個轉錄因子在小鼠多能幹細胞中表達，測試它們是否足以驅動卵母細胞生長。

研究結果發現，這導致了類卵細胞的產生，他們將其命名為「直接誘導的卵母細胞樣細胞（directly induced oocyte-like cells）」。

「在引入少數幾個因子，我們就看到小鼠幹細胞那麼快速而簡單地形成了卵母細胞的形態，我最初是完全不相信的，但重複實驗證明它是真的。」在九州大學官網針對該研究的一份新聞稿中，研究論文的第一作者、九州大學助理教授Nobuhiko Hamazaki表示，「發現8個轉錄因子可以導致如此大的變化是相當驚人的。」

九州大學的團隊和日本理化學研究所（RIKEN）的研究人員合作後發現，無論是小鼠胚胎幹細胞，還是誘導多能幹細胞(iPS)，都可以用他們的方法轉化成類卵母細胞。他們還發現，在某些情況下僅僅4個轉錄因子就能完成這一過程，但試驗可重複性下降。

Hayashi說，「幹細胞可以直接轉化成類卵細胞，而不需要遵循自然發生的相同步驟，這是非常了不起的。」

研究還顯示，當這項工作中獲得的類卵母細胞在體外與正常情況下卵母細胞周圍的其他細胞一起培養生長時，類卵母細胞會發育成結構上與成熟卵細胞相似的細胞，但它們沒有發生減數分裂，因此染色體的數目與正常卵子異常。

儘管出現上述情況，但研究仍然發現，成熟的類卵母細胞可以在體外受精，並表現出早期發育，有些甚至發展到8細胞階段。然而，超過這一時點的進一步發育就會受到影響。

研究團隊認為，從長遠來看儘管類卵母細胞的細胞核可能不可用,但這些累卵母細胞的細胞質將大有可為，如生殖生物學研究和線粒體替代療法等治療。「來自卵母細胞的細胞質在生殖生物學和醫學中是一種無價的資源，這種方法可以提供一種新的工具，無需任何侵入性過程就可以大量產生卵母細胞。」

Hayashi評價道，「雖然這個過程對人類來說可能仍然要複雜得多，但這些在老鼠身上的初步結果非常有希望。」

來源：澎湃新聞

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