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日本九州大学的Katsuhiko Hayashi在3月8日于英国伦敦举行的第三届人类基因组编辑国际峰会上说,他们最初的目的是研究特纳综合征(只有一条X染色体)患者不孕不育的治疗方法。该疾病的症状差异很大,但几乎都包括不孕,因为正常的卵子发育需要两条X染色体。
Hayashi团队想了解有一条X染色体的细胞是否能变成有两条X染色体的细胞。要做到这一点,最容易的是从雄性细胞开始,因为它们含有一条X染色体和一条Y染色体,其中Y染色体是最小和最可有可无的,且经常自然丢失。
研究人员从8周大的雄性小鼠中制备出干细胞,并挑选出那些自发失去Y染色体的细胞。然后他们操纵这些细胞,使其中一些在分裂后获得X染色体的两个拷贝。通常情况下,分裂产生的两个细胞各拥有一个拷贝。
“这其中最大的诀窍是复制X染色体。”Hayashi说。研究人员使用这些方法将XX细胞变成卵细胞,并用雄性小鼠的精子使其受精。600多个胚胎随后被植入雌性小鼠体内,并孕育出7只健康的幼崽。
虽然这项研究是为探索因特纳综合征导致不孕不育的潜在治疗方法,但Hayashi说,它可以创造出有两个父亲的孩子。“我只能说技术方面还存在问题。我认为在理论上这是可能的。”
英国弗朗西斯·克里克研究所的James Turner表示,Hayashi的研究非常出色。但要在人类身上做到这一点,需要在体外将人类干细胞转化为成熟的卵细胞。虽然许多研究人员认为这只是时间问题,但它可能无法产生健康的卵子。
在最初的实验中,Hayashi对X染色体进行了基因编辑,这样团队就能挑选出有两条X染色体的干细胞。但后来他发现了有两条X染色体的细胞的表面特征,这意味着该过程可以在没有基因操作的情况下完成。
伦敦大学学院的Helen ONeill说,这是一项令人激动的研究。除了能帮助特纳综合征患者外,还可以帮助患有斯威尔症候群的女性生育与其有基因关系的孩子——这种疾病的患者有一条X染色体和一条Y染色体,而非两条X染色体,且无法产生卵子。
Hayashi表示,相关研究论文将很快发表。
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