中國研究人員表示，他們發現了一種在培養皿中製造基本小鼠精子的方法，並用它們繁殖後代。
如果這一說法經得起推敲，它可能為在實驗室中製造人類精子以進行生育治療指明方向。但一些科學家對今天發表在《細胞幹細胞》上的這份報告表示懷疑。
以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的幹細胞科學家雅各布·漢納說：“結果非常令人興奮和重要。” 但日本京都大學的生殖生物學家筱原隆司是對此項工作表示懷疑的研究人員之一：他指出，科學家們一直在努力複製之前關於可以在培養皿中製造精子的幾項說法。
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2011年，京都大學齋藤通紀領導的分子生物學家報告稱，他們已設法在培養皿中重現精子發育的最初階段。他們誘導小鼠胚胎幹細胞變成類似於原始生殖細胞 (PGC) 的細胞——這是卵子和精子發育的重要階段。
齋藤的團隊隨後將人造 PGC 植入小鼠體內：當植入睪丸時，它們生長成精子；在卵巢中，它們成熟為卵子。
現在，廣州南方醫科大學的發育生物學家趙小陽和北京動物研究所的克隆專家兼幹細胞生物學家周琪，以及南京醫科大學的同事表示，他們透過在培養皿中進行更多過程，超越了齋藤的工作。
此圖文摘要顯示了周等人如何從小鼠胚胎幹細胞中生成單倍體雄性配子，這些配子可以產生有活力且可育的後代，證明了減數分裂的體外功能性複製。
周、王和袁等人/《細胞幹細胞》2016年
精子配方
該團隊首先製造了小鼠 PGC，然後添加了從新生小鼠睪丸組織中提取的細胞以及其他生物分子。
他們報告說，14 天后，出現了類似精子細胞的細胞。精子細胞不是成熟的精子：它們是圓形的，而不是精子細長的形狀，並且不能遊動。但它們確實只有一個染色體組，表明（與 PGC 不同）它們已經通過了減數分裂的關鍵發育階段，在減數分裂中，細胞的染色體對會分裂。
研究人員將精子細胞直接注射到小鼠卵子中；趙說，這產生了後代，這些後代在 15 個月大時看起來很健康。這些動物能夠生育下一代小鼠。
馬里蘭州巴爾的摩卡內基科學研究所的生殖生物學家艾倫·斯普拉德林說：“由此產生的細胞可以注射到卵子中併產生有活力的動物這一事實是一項嚴格的測試。” 但他補充說，所產生的小鼠“可能仍然存在缺陷或問題，這些缺陷或問題可能要到以後才會顯現出來”。
英國劍橋大學的發育生物學家阿齊姆·蘇拉尼表示，結果“令人鼓舞”，但他警告說，很難知道人造精子細胞是否真的像天然精子細胞一樣發揮作用。
謹慎的接受
其他科學家提出了具體的擔憂，這些擔憂主要與導致精子細胞的過程的時間安排有關。例如，周和趙報告說，根據遺傳分析，他們的人造 PGC 與發育 12.5 天的小鼠細胞相似。但齋藤和其他人表示，人造 PGC 應該更像 9.5 天大的細胞。
生殖細胞發育的其他階段也出乎意料地迅速發生：例如，在真正的小鼠中，PGC 變成精子細胞需要 4 周以上的時間，但中國團隊報告說，人造 PGC 和精子細胞之間的時間間隔為 14 天。
齋藤說：“你必須對本文的含義非常謹慎。” 筱原說，研究人員的設想“實際上是不可能的”，日本橫濱市立大學的生殖生物學家小川毅彥說，結果太令人驚訝了，他“還不能相信”。他計劃嘗試重現這些結果。
周說，研究人員“非常有信心”他們的協議可以在其他實驗室重複進行——並且在培養皿中製造精子與活體小鼠的過程之間存在差異是正常的。他說，部分加速可能是因為細胞似乎跳過了 PGC 通常會經歷的“停滯”狀態。但齋藤反駁說，這種狀態對於 PGC 的正常發育至關重要；他說，以這種加速的速度，精子細胞可能不正常。
從老鼠到人？
趙說，將相同的概念應用於嘗試製造人類精子是下一步。一年前，漢納和蘇拉尼報告稱，他們從重新程式設計的皮膚細胞中在培養皿中製造出了人類 PGC。但出於倫理原因，他們沒有嘗試將它們重新引入人體。
趙說，他的團隊已經在嘗試使用來自患者的人類睪丸組織，在培養皿中使人類 PGC 成熟。漢納說這種組織很難獲得，他一直在使用來自小鼠、豬和猴子的睪丸組織的細胞來嘗試做同樣的事情。
不過，馬薩諸塞州波士頓哈佛醫學院的遺傳學家張毅警告說，小鼠和人類精子的發育方式之間仍然存在重要差異。他說：“它可能不像人們希望的那麼簡單。”
本文經許可轉載，並於 2016 年 2 月 25 日首次釋出。