有一天，也許“沒有卵子”不再是生育的終點。

這是通過體細胞核移植技術創(chuàng)造的人類卵子，該技術于 20 世紀 90 年代在克隆綿羊多莉中率先應用。

圖片來源：Mitalipov laboratory

最近，來自美國俄勒岡健康與科學大學（OHSU）的研究團隊，在《自然·通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了一項突破性的成果：他們用普通的人類皮膚細胞，成功制造出了可以被受精的人類卵細胞。

這項技術，猶如平地驚雷，不僅為全球數(shù)百萬不孕不育患者帶來了前所未有的希望，也推開了通往未來生育圖景的一扇厚重的大門。

一場數(shù)字游戲：從46到23的生命密碼

體細胞

圖片來源：National Human Genome Research Institute

我們的生命，始于一個細胞，這個細胞里包含了我們?nèi)康倪z傳信息——生命的“說明書”。這份說明書被打包成了46卷，也就是46條染色體，其中23條來自父親，23條來自母親。我們身體里除了精子和卵子之外的所有細胞（稱為體細胞），都擁有這完整的46條染色體，我們稱之為“二倍體”（diploid）。

但作為生命起點的精子和卵子（稱為生殖細胞或配子）卻很特殊，它們各自只攜帶了23條染色體，是“單倍體”（haploid）。為什么非要減半呢？這是大自然精妙的設計。因為只有這樣，當精子（23）和卵子（23）結合成受精卵時，染色體數(shù)量才能不多不少，正好恢復到46條，從而開啟一個新生命的健康發(fā)育。

有絲分裂

圖片來源：維基百科

體細胞通過有絲分裂（mitosis）來復制自己，就像復印機一樣，完美地將46條染色體復制給子細胞，保證數(shù)量不變。

減數(shù)分裂

圖片來源：維基百科

而生殖細胞的產(chǎn)生，則要經(jīng)歷一個復雜得多的過程——減數(shù)分裂（meiosis）。這可不是簡單的除以二。在這個過程中，來自父母的同源染色體（比如都叫1號染色體，但一條來自父方，一條來自母方）會先配對，然后像洗牌一樣交換一部分遺傳物質（稱為“交叉互換”），最后再經(jīng)過兩次分裂，才產(chǎn)生出獨特的、數(shù)量減半的生殖細胞。這個“洗牌”過程，正是我們每個人都獨一無二的根源。

理解了46和23的奧秘，我們就能明白米塔利波夫團隊面臨的核心挑戰(zhàn)：如何讓一個擁有46條染色體的皮膚細胞，像真正的卵子一樣，精準地“減半”，變成一個可以接受精子的“合格”卵細胞？

細胞“手術”：從皮膚到卵子的神奇改造

克隆羊多莉

米塔利波夫團隊的解決方案，堪稱一出精彩的細胞生物學大戲。其核心技術借鑒了20多年前克隆羊多莉所使用的“體細胞核移植”（SCNT），但這次的目標并非克隆，而是創(chuàng)造一種全新的生殖細胞。

整個過程如同一場精密的細胞“手術”。首先，科學家們從健康的捐贈者那里獲取卵子，然后用一根極細的針，小心翼翼地將卵子的細胞核（包含其全部遺傳物質）吸走，留下一個空有細胞質的“卵子空殼”。這個“空殼”非常寶貴，因為它內(nèi)部含有啟動早期生命發(fā)育所需的一切“機器”和“養(yǎng)料”。

接著，他們從一位女性的皮膚細胞中取出完整的細胞核，這個核里包含了她全部的46條染色體。隨后，科學家們將這個皮膚細胞核植入之前準備好的“卵子空殼”中。一個全新的、“重組”的卵子就此誕生了，它擁有皮膚細胞的“大腦”（遺傳物質）和捐贈卵子的“身體”（細胞質）。

實驗過程簡圖

但一個關鍵問題出現(xiàn)了：這個重組卵子有46條染色體，是個“超標”的卵子，如果直接與精子結合，胚胎的染色體數(shù)量就會出錯。為了解決這個問題，研究團隊設計了一個巧妙的“人工激活”方案。他們發(fā)現(xiàn)這個重組卵子會“卡住”，無法像正常卵細胞那樣自然減半。于是，他們通過電脈沖和一種特殊的化學物質，給這個細胞一個強烈的“喚醒信號”，命令它：“開始分裂，丟掉多余的染色體！”

這個被研究團隊稱為“mitomeiosis”（有絲分裂式減數(shù)分裂）的過程生效了。在指令下，重組卵子內(nèi)部的細胞機器開始運轉，真的將一半的染色體打包，排斥到了一個叫做“極體”的小結構里，而細胞內(nèi)則留下了另外一半。經(jīng)過這番改造，一個由皮膚細胞轉化而來的“人造卵子”終于準備就緒。

人類卵子

圖片來源：維基百科

研究人員用捐贈的精子對這些“人造卵子”進行受精。結果令人振奮：一部分受精卵成功分裂，發(fā)育成了“囊胚”——這是胚胎發(fā)育的早期階段，通常在受精后5-6天形成，也是試管嬰兒（IVF）技術中移植回母體子宮的階段。雖然成功率僅為9%左右，但這無疑是一個里程碑式的“概念驗證”：從一個普通皮膚細胞出發(fā)，制造出能夠受精并發(fā)育成早期胚胎的卵子，這條路，理論上走通了！

從實驗室到人類故事

受精過程

圖片來源：維基百科

在實驗室里，這些卵細胞或許只是幾微米大小的細胞團，但在現(xiàn)實生活中，它們可能承載著一個又一個被擱淺的夢想。

癌癥化療后失去卵巢功能的年輕女性、因早衰或遺傳病無法排卵的患者等都可能成為未來的受益者。

科學的腳步永不停歇。從皮膚到卵子，再到胚胎，我們正站在一個深刻變革的十字路口。這項突破是通往新希望的階梯，也是對我們科學智慧的嚴峻考驗。它提醒我們，在為每一個科學進步歡呼的同時，更要以嚴謹、審慎的態(tài)度，確保技術的發(fā)展始終走在安全和負責任的軌道上。

作者：楊雨鑫

審核專家：馬潤林 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員  

本文在科普新媒體平臺“蝌蚪五線譜”刊發(fā)，經(jīng)授權發(fā)布