研究人員用雄性小鼠的細胞製造了卵子，並表明一旦受精並植入雌性小鼠體內，這些卵子就可以發育成看似健康、可繁殖的後代。密西根州立大學（Michigan State University in East Lansing） 的發育生物學家 Keith Latham 博士說：「這是一項具有巨大應用潛力的技術」。
間歇性斷食果真有效？科學家拆解箇中基因謎團！（基因線上國際版）團隊研究的初衷在於治療 Turner 氏症候群
該方法於 3 月 8 日在英國倫敦舉行的第三屆人類基因組編輯（Human Genome Editing）國際高峰會上發佈，但尚未發表研究團隊最初的目的是研究 Turner 氏症候群（Turner syndrome）是一種染色體異常的遺傳性疾病 （僅有一條 X 染色體），卵巢功能以數倍於常人的速度衰退；雖然該疾病症狀有許多差異，但患者幾乎都不孕，因為正常的卵子發育需要兩條 X 染色體。
本次研究是一項技術性的早期概念驗證，提高了治療某些不孕原因的可能性，甚至可以是單親胚胎，距離應用於人類還有很長的路要走。研究人員多年來一直致力於實現這項看似不可能的任務。 2018 年，一個團隊的報告指出，他們使用由精子或卵子製成的胚胎幹細胞，培育出擁有兩個父親或兩個母親的小鼠。有兩個母親的幼鼠可以活到成年並生育；而那些有兩個父親的小鼠只存活了幾天。
讓小鼠雄性細胞自然缺失，透過化合物處理細胞後移植入母鼠體內
2020 年，由現就職於日本大阪大學的發育生物學家 Katsuhiko Hayashi 博士領導的團隊，描述了細胞在實驗室培養皿中成熟為卵所需的遺傳變化。Hayashi團隊嘗試將一條 X 染色體的細胞變成有兩條 X 染色體的细胞。他們從最容易的雄性細胞開始，因為雄性細胞含有各一條 X 和 Y 染色體，其中 Y 染色體最小，且經常自然遺失。團隊培養這些細胞，直到其中一些自發性地（spontaneously）失去了 Y 染色體，再用一種稱為逆轉素（reversine）的化合物處理細胞，促進細胞分裂過程中染色體分佈錯誤，並尋找能夠改變染色體的細胞。
而在 2021 年，團隊得以重建小鼠卵巢的環境，以培育出能夠產生健康後代的卵子。有了這些工具，他們嘗試由成年雄性小鼠身上取出細胞來製造卵子。他們重新編碼後，建立了類幹細胞的誘導性富潛能幹細胞 （induced pluripotent stem cell， iPS cell）。
研究人員從 8 週大的雄性小鼠中幹細胞中挑選出那些自發性失去 Y 染色體的細胞。在其中一些分裂後，獲得 X 染色體的兩個複製。而在通常情况下，分裂產生的兩個細胞各有一個複製。接著，團隊為誘導多能幹細胞提供了形成未成熟卵子所需的遺傳訊號，用小鼠精卵結合，並將產生的胚胎移植到雌性小鼠的子宮中。然而，在 630 個移植的胚胎中，成功發育為小鼠的僅有 7 個，存活率很低。但這些小鼠能正常生長，成年後也能生育。
或許有朝一日可應用於臨床，但仍有很大技術與倫理的挑戰
研究影響基因活性 DNA 的表觀遺傳化學修飾，是否在雄性細胞衍生的卵子中得到適當保存也很值得探討， DNA 上的表觀遺傳標記可以影響胚胎期後代的發育。因此，若培養時間變長，那麼遺傳和表觀遺傳異常都會累積，希望將時間濃縮越短越好。畢竟小鼠和人類之間存在很大差異，這種差異常常使由小鼠的生殖和幹細胞發現，轉化為臨床變得複雜，目前這項技術離任何類型的醫療應用都有很長的路要走。團隊需要特別仔細觀察與找到實驗中幼鼠的特徵，以尋找其與傳統方法培育的幼鼠有何不同。
若能克服了這些障礙， Hayashi 團隊的染色體工程技術有朝一日可能真的成為Turner 氏症候群的治療方法，但此類應用不僅需要對生物學方法進行技術改進，還需要就實施時所引起的倫理和道德影響進行更廣泛的社會討論。
延伸閱讀：不需精卵結合！小鼠幹細胞生成胚胎有發育成任何器官潛力參考資料：
1. https://www.nature.com/articles/d41586-023-00717-7
2. https://www.nature.com/articles/d41586-018-06999-6
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