生孩子无需男女搭配,IVG技术让人类实现单性繁殖

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Renata Moreira1岁的女儿刚刚开始说话。 她称Renata为“Mommy”,她的另一位母亲,Lori,Renata的前妻和共同家长,“Mama”,以及捐献精子的男人“Duncle”,是捐献者叔叔的简称。 这对夫妇的精子捐献者是Renata的弟弟。

“坦率地说,我从来没有考虑过有孩子,因为我没有任何先例,”Moreira开始讲她女儿的故事。2013年,当她在在纽约的一家酒吧见到Lori时,同性恋婚姻运动正在全面展开。 当这对“夫妇”决定结婚时,他们看到很多朋友都开始组建家庭,因为新的法律为LGBTQ婚姻家庭提供了保护,她们也开始考虑结婚。

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经过数月的研究和思考对家庭最重要的价值观,她们决定与自己的孩子建立遗传联系是一个高度优先事项。 “我们并不是不相信领养,” Moreira说,她是一家致力于提高LGBTQ家族权益的非营利组织Our Family Coalition的执行董事。 “但是我们的想法是,我们想要一个和我们血脉相亲并携带遗传密码的孩子。”

Moreira是巴西人,拥有当地人和葡萄牙血统,Lori是意大利人。鉴于她们都希望继承自己的基因遗产,她们希望的Moreira兄弟捐献自己的精子,以便与Lori的卵子相匹配。这个家庭的助孕医生通过体外受精在一个盘子里孕育胚胎,并将其植入Moreira的子宫,使她成为她女儿的“孕期载体”。

加州大学洛杉矶分校的威廉姆斯研究所估计,多达六百万美国人的父母是同性恋,双性恋或跨性别,想要与子女建立生物联系的LGBTQ家庭也有很多。生孩子的同性夫妻必须统一价值观,获得相关技术和助孕医生,卵子和精子捐赠者或代理人才能实现这个想法。

但这可能会很快发生戏剧性的变化。被称为IVG的技术是体外配子发育的缩写,通过这项技术,同性伴侣可以用自己的遗传基因而非他人的来孕育婴儿。具体办法是让自己的体细胞变成精子或卵细胞。

IVG的科学已经进行了20年。这项研究真的开始了,后来日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)获得了诺贝尔奖。 2006年,他发现了一种将人体内任何细胞,甚至是易于收集的细胞(如皮肤和血细胞)转变成称为诱导性多能干细胞(iPS细胞)的方法,然后可以将其编程为任何一种细胞。在这一突破之前,从事再生医学研究的科学家必须使用冷冻胚胎中的干细胞,而干细胞数量有限且颇具争议。

有一小群国际科学家竞相将人类iPS细胞重新编程为精子和卵细胞。

2016年,日本京都大学的研究人员宣布他们已经将从老鼠尾巴中的细胞变成了iPS细胞,然后将这些细胞变成了受精卵,并继续孕育成幼崽。在人体中建立性细胞(也称为配子)之前,还有很多步骤需要完善。

如果确实有效,第一次应用可能会逆转不育:男人拥有新精子,女人也会拥有由其他细胞发育而来的卵子。但还有一个更灵活的窍门:男人的细胞可以变成卵细胞,而女人的细胞可以变成精子细胞。这对于体外受精来说是更大的进步。它会以前所未有的方式改变我们的家庭观念。

性细胞!

目前有一个小型的国际科学家小组正在竞相重建小鼠配方,并将人类iPS细胞重新编程为精子和卵细胞。

其中一个关键角色是加州大学洛杉矶分校的干细胞生物学家Amander Clark。一个星期五的下午,她带我来到她的开放实验室,介绍了来自中国的博士后研究人员Di Chen,他正在研制人造配子。我们进入了一个带显微镜,冰箱孵化器和生物安全柜的小房间,学生们在这里研究iPS细胞。Chen邀请我观看显微镜并向我展示了新鲜的iPS细胞群体。它们看起来像一个大型的阿米巴虫。

这样的细胞成为卵子或精子需要六个步骤,Clark 说。所有这些都已经在小鼠体内完成,但是在人类体内完成并不容易。 (2016年,科学家们报道说他们已经将人体皮肤细胞变成了精子细胞,Clark称之为“有趣的发展 , 但没有人重复过这项实验。”),也没有人制造人造卵子。

Clark的小组和其他实验室基本上停留在第三步。在将来自身体的细胞变成iPS细胞的步骤之后,第三步是将其培育成生殖细胞的早期前体。在小鼠的研究中,一位日本研究人员Katsuhiko Hayashi将前体细胞与胚胎卵巢细胞(发育初期的卵巢)结合起来,这些细胞是在妊娠第12天从不同的小鼠身上取得的。人造卵巢最终形成,并产生经历性别特异性分化(步骤4)和减数分裂(步骤5)的细胞,并成为配子(步骤6)。

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其他研究人员,剑桥的Azim Surani和以色列Weizmann科学研究所的Jacob Hanna,已经同时采用人类胚胎干细胞和iPS细胞进行第三步培养,将其转化为可产生卵子或精子的前体细胞。现在在京都大学的Surani之前的学生Mitinori Saitou也完成了这项壮举。

这是一个令人印象深刻的成就:他们已经培育出了通常在妊娠第17天在人类胚胎中开始发育的细胞。但是下一步,将这些前体细胞培育成成熟的卵子和精子是“非常巨大的挑战”,Surani说。科学家需要重新创造一个在人类自然发展中需要将近一年的过程。在人体内,科学家不能采用在小鼠体内实用的快捷方式,从不同的老鼠身上取胚胎卵巢细胞。

在加州大学洛杉矶分校,Clark提到接下来需要的三个步骤才能将人造配子变成“成熟的配子”。

Chen给我看的那些类似变形虫的iPS细胞被安置在一个培养皿里,他从显微镜上拿起培养皿,将它放到生物安全柜中。在那里,他分离了一部分细胞,放到新的培养皿中,并添加了一种含蛋白质和其他成分的液体,以帮助细胞生长。他把细胞放入培养箱一天; 然后他会再次收集细胞并添加更多成分。大约四天后,理想情况下,细胞会长成一个大小为肉眼可见的沙粒。这个球中含有配子的前体。Clark的实验室和其他国际团队正在研究这个球状物,了解它的性质,希望它能提供步入第六步的线索,一种人造的人类配子。

她说:“我认为我们距离制作研究级配子的时间不到10年。将技术商业化需要更长的时间,而且没有人可以预测这么多,或者成本有多大。“

即便如此,同性生殖将面临更多的生物障碍:科学家需要以某种方式将来自具有两条X染色体的女性的细胞制成具有一条X染色体和一条Y染色体的精子细胞,或者相反,将XY男性细胞转变为XX女性卵细胞。十年来,这两个步骤是否可行都一直备受争论。十年前,国际干细胞,伦理和法律联盟Hinxton集团预测,利用女性细胞制造精子将是“十分困难,甚至是不可能的”。但基因编辑和各种细胞工程技术可能会带来更多的解决方法。 2015年,两位英国研究人员报告说,“通过将来自一方的遗传物质注射到另一方的卵子中,女性理论上可以有后代。但这种方法产下的孩子都是女孩,因为不会涉及Y染色体。”

还有另一种可能性:女人甚至可以通过单性生殖繁殖后代,这意味着“处女的诞生”。

同性恋家庭

最大的问题仍然是社会是否会需要这项技术,LGBTQ家庭什么时候会选择使用这项技术。目前先进的生殖技术已经让人类的繁殖的方式多样化,这些方式以前可能无法实现。同时,这些技术也扩大了家庭的概念,超越了传统的Ozzie and Harriet 的异核家庭。许多单身父母现在将他们的配子捐赠者也当成家庭成员。许多LGBTQ家庭的成员包括卵子和精子的捐赠者,以及帮助抚养孩子的亲友。

因此,可以理解为什么社会和法律观察人士已经在考虑人造配子对家庭形态的潜在影响。如果女同性恋家庭不需要精子捐赠者,男性同性恋也不需要卵子捐赠者,“那么父母和家庭的隐私更容易受到保护”,乔治华盛顿大学法学教授索尼娅苏特尔在Journal of Law and Biosciences上写道。

女人能够单性繁殖,女权版的雅典娜从宙斯的头中诞生。

然而,具有讽刺意味的是,这项技术还可以创造一些相当传统的东西 - 一个生物核心家庭,尽管看起来很像Ozzie和Ozzie。 UC Hastings法学院的法学教授Radhika Rao说:“合作生殖为家庭的全新定义铺平了道路,这真正有助于推广婚姻平等运动。 “IVG可能会使它们永存,而不是挑战不合规范的价值观念。”

这就是为什么Renata Moreira不确定自己是否会选择这项技术。她说:“这可能会消灭挑战并扩大家庭概念的机遇。”

发明新的生殖技术是为了扩大我们的选择范围,而不是限制,因为卵子冷冻和体外受精能够使妇女暂停甚至延长其生物钟。在接下来的几十年里,IVG可以颠覆生物学,让本来无法汇聚在一起的遗传密码汇集在一起。这样,塑造家庭将变得更加自由,我们可以根据个人价值观和愿望塑造家庭,人类也会朝着全新的方向进化。

来源:36Kr

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