皮肤细胞转化为人类精子前体
北京时间8月30日消息，据《每日邮报》报道，科学家已经成功利用人类皮肤组织培育出早期阶段的精子。有一天或许可以通过这项技术，用数千名不育男性，其中包括儿童肿瘤患者的皮肤“培育”出精子，让他们实现做父亲的梦想，拥有携带他们的遗传基因的孩子。此外，通过揭开男性生育的错综复杂性，这项新突破还将促使新避孕工具和治疗不育的“灵丹妙药”诞生。
不过这项科学还存在道德和伦理方面的争议。批评者争辩说，乱动生命的组成成分是不对的，并警告未来的孩子可能都是通过人工方法产生的。科学家已经成功诱使胚胎干细胞(从生命早期阶段的晶胚里获得的万能细胞)转变成精子。这也意味着这种精子将拥有该男子的遗传基因。美国科学家利用混合化学物质拨慢皮肤细胞的“生物钟”，把它们转变成胚胎干细胞。然后再用营养液诱使它们发育成圆细胞，这距离培育出成熟精子只有几步之遥。
由查尔斯-埃斯利博士领导的美国匹兹堡大学医学院的这个科研组认为，他们已经成功破解了精子发育过程中最困难的部分。这意味着，通过调节精子发展的程序，现在进入下一阶段——伸长胞晶应该相对容易些。这项技术还需要多年时间才能应用于临床阶段，因为英国法律禁止实验室培育精子。但是在短期内，这项突破将会导致治疗不育的新型药物和避孕工具诞生。该研究成果发表在《细胞报告》上。六分之一的夫妇组建家庭后存在生育问题，其中40%与男性不育有关。其中三分之一不知到底哪里出了问题。
英格兰设菲尔德大学的男性不育专家艾伦-佩西博士说：“毫无疑问，这是一项非常了不起的研究。”基督教医学研究院基金的菲利帕-泰勒说：“研究人员清楚，他们的工作‘充满了生命伦理挑战’。它确实引出了一系列问题，例如未来它将会被用来做什么？”所有早期阶段的精子都是用男性皮肤样本培育出来的。他们利用女性皮肤样本进行培育的尝试以失败而告终，这表明男性在创造生命的过程中始终扮演着重要角色。其他科研组正在尝试利用女性皮肤培育卵子，也许有一天人们可以完全通过人工方法，利用人造精子和卵子孕育婴孩。
延伸阅读：
>>皮肤细胞转化为血管
中国科学院上海生命科学研究院与英国伦敦帝国学院的研究人员采用源于人体皮肤细胞的干细胞首次在体外成功培育出人造功能性血管，并且还首次观察到将获得的干细胞植入动物体内能形成血管。未来这项新技术有望切实治疗人类最大的杀手之一——心脏病。该研究结果刊登在最新一期的美国《国家科学院学报》上。
研究人员将人体皮肤细胞的基因在实验室中进行“重新编程”，形成部分干细胞，并最终培育出功能性血管。英国心脏基金会教授徐庆博（音译）和该大学主席约翰•帕克都表示，这是个非常令人兴奋的研究，采用源于人体皮肤细胞的干细胞首次可以在人体外制成人造血管。
>>皮肤细胞转化心肌细胞获验证
以色列科学家宣布，日前他们成功将取自老年心脏衰竭患者的皮肤细胞转化成了健康的心肌细胞。这些细胞已被证明能够发育成健康的心肌组织，并通过了大鼠移植实验的验证，类似疗法有望10年内在临床上获得应用。
负责该研究的以色列技术研究所研究员利奥尔•格普斯顿说，实验表明完全可以将采自心脏衰竭老年患者的皮肤细胞培育成健康的心肌细胞，而这种新培育出的心肌细胞几乎和患者刚出生时的心肌细胞无异，该疗法未来有望成为拯救心脏病患者的重要手段。
>>首次将鼠皮肤细胞直接转化为神经细胞
美国斯坦福大学医学院研究人员声称,他们在实验中绕过诱导性多能干细胞(iPSC)这一步骤,首次直接将实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。
研究人员首先选择了19个与细胞重组或神经发展有关的基因,然后利用慢病毒将这些基因植入来自实验鼠胚胎的皮肤细胞中。32天后，其中一些皮肤细胞开始向神经细胞转化。研究人员随后筛选出3个基因，并再次利用慢病毒将其植入来自成年实验鼠尾部的皮肤细胞。一周内，约20%的实验鼠皮肤细胞转化为神经细胞。这些神经细胞不但可以表达神经蛋白，而且可与实验室中的其他神经细胞形成突触。
>>人体皮肤细胞可直接转换成血液细胞
加拿大研究人员宣称，他们绕过诱导多功能干细胞(iPS细胞)这一中间环节，直接将成人体皮肤细胞变为血液细胞，新方法对于理解细胞分化及再生医学研究均有重要意义。
加拿大麦克马斯特大学干细胞和癌症研究所主任米克•哈蒂亚领导的研究小组表示，临床试验可能于2012年展开，新方法或许意味着在可见的未来，那些因为手术或者贫血治疗等而需要血液的患者将能够使用自己的皮肤供血。
Direct Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Haploid Spermatogenic Cells
Charles A. Easley, Bart T. Phillips, Megan M. McGuire, Jennifer M. Barringer, Hanna Valli, Brian P. Hermann, Calvin R. Simerly, Aleksander Rajkovic, Toshio Miki, Kyle E. Orwig, Gerald P. Schatten
Human embryonic stem cells (hESCs) and induced pluripotent stem cells (hiPSCs) have been shown to differentiate into primordial germ cells (PGCs) but not into spermatogonia, haploid spermatocytes, or spermatids. Here, we show that hESCs and hiPSCs differentiate directly into advanced male germ cell lineages, including postmeiotic, spermatid-like cells, in vitro without genetic manipulation. Furthermore, our procedure mirrors spermatogenesis in vivo by differentiating PSCs into UTF1-, PLZF-, and CDH1-positive spermatogonia-like cells; HIWI- and HILI-positive spermatocyte-like cells; and haploid cells expressing acrosin, transition protein 1, and protamine 1 (proteins that are uniquely found in spermatids and/or sperm). These spermatids show uniparental genomic imprints similar to those of human sperm on two loci: H19 and IGF2. These results demonstrate that male PSCs have the ability to differentiate directly into advanced germ cell lineages and may represent a novel strategy for studying spermatogenesis in vitro.
文献链接：Direct Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Haploid Spermatogenic Cells
