研究人员用雄性小鼠的细胞制造了卵子，并表明一旦受精并植入雌性小鼠体内，这些卵子就可以发育成看似健康、可繁殖的后代。密西根州立大学（Michigan State University in East Lansing） 的发育生物学家 Keith Latham 博士说：“这是一项具有巨大应用潜力的技术”。
间歇性断食果真有效？科学家拆解个中基因谜团！（基因线上国际版）团队研究的初衷在于治疗 Turner 氏症候群
该方法于 3 月 8 日在英国伦敦举行的第三届人类基因组编辑（Human Genome Editing）国际高峰会上发布，但尚未发表研究团队最初的目的是研究 Turner 氏症候群（Turner syndrome）是一种染色体异常的遗传性疾病 （仅有一条 X 染色体），卵巢功能以数倍于常人的速度衰退；虽然该疾病症状有许多差异，但患者几乎都不孕，因为正常的卵子发育需要两条 X 染色体。
本次研究是一项技术性的早期概念验证，提高了治疗某些不孕原因的可能性，甚至可以是单亲胚胎，距离应用于人类还有很长的路要走。研究人员多年来一直致力于实现这项看似不可能的任务。 2018 年，一个团队的报告指出，他们使用由精子或卵子制成的胚胎干细胞，培育出拥有两个父亲或两个母亲的小鼠。有两个母亲的幼鼠可以活到成年并生育；而那些有两个父亲的小鼠只存活了几天。
让小鼠雄性细胞自然缺失，透过化合物处理细胞后移植入母鼠体内
2020 年，由现就职于日本大阪大学的发育生物学家 Katsuhiko Hayashi 博士领导的团队，描述了细胞在实验室培养皿中成熟为卵所需的遗传变化。Hayashi团队尝试将一条 X 染色体的细胞变成有两条 X 染色体的细胞。他们从最容易的雄性细胞开始，因为雄性细胞含有各一条 X 和 Y 染色体，其中 Y 染色体最小，且经常自然遗失。团队培养这些细胞，直到其中一些自发性地（spontaneously）失去了 Y 染色体，再用一种称为逆转素（reversine）的化合物处理细胞，促进细胞分裂过程中染色体分布错误，并寻找能够改变染色体的细胞。
而在 2021 年，团队得以重建小鼠卵巢的环境，以培育出能够产生健康后代的卵子。有了这些工具，他们尝试由成年雄性小鼠身上取出细胞来制造卵子。他们重新编码后，建立了类干细胞的诱导性富潜能干细胞 （induced pluripotent stem cell， iPS cell）。
研究人员从 8 周大的雄性小鼠中干细胞中挑选出那些自发性失去 Y 染色体的细胞。在其中一些分裂后，获得 X 染色体的两个复制。而在通常情况下，分裂产生的两个细胞各有一个复制。接着，团队为诱导多能干细胞提供了形成未成熟卵子所需的遗传讯号，用小鼠精卵结合，并将产生的胚胎移植到雌性小鼠的子宫中。然而，在 630 个移植的胚胎中，成功发育为小鼠的仅有 7 个，存活率很低。但这些小鼠能正常生长，成年后也能生育。
或许有朝一日可应用于临床，但仍有很大技术与伦理的挑战
研究影响基因活性 DNA 的表观遗传化学修饰，是否在雄性细胞衍生的卵子中得到适当保存也很值得探讨， DNA 上的表观遗传标记可以影响胚胎期后代的发育。因此，若培养时间变长，那么遗传和表观遗传异常都会累积，希望将时间浓缩越短越好。毕竟小鼠和人类之间存在很大差异，这种差异常常使由小鼠的生殖和干细胞发现，转化为临床变得复杂，目前这项技术离任何类型的医疗应用都有很长的路要走。团队需要特别仔细观察与找到实验中幼鼠的特征，以寻找其与传统方法培育的幼鼠有何不同。
若能克服了这些障碍， Hayashi 团队的染色体工程技术有朝一日可能真的成为Turner 氏症候群的治疗方法，但此类应用不仅需要对生物学方法进行技术改进，还需要就实施时所引起的伦理和道德影响进行更广泛的社会讨论。
延伸阅读：不需精卵结合！小鼠干细胞生成胚胎有发育成任何器官潜力参考资料：
1. https://www.nature.com/articles/d41586-023-00717-7
2. https://www.nature.com/articles/d41586-018-06999-6
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