以后，男可“產卵”，女可“生精”

日本分子生物學家林克彥（Katsuhiko Hayashi）從2012年10月起就不斷收到很多夫婦的電子郵件，大部分都是中年夫妻，他們最為急切的一件事就是：生一個小孩。

這些請求始于林克彥公布的一項實驗結果：他把小鼠的表皮細胞，轉變成了原生殖細胞（PGCs），后者既能發育為精子，也能發育為卵子，而林用這些人造卵子繁育出了小鼠。這意味著：用不孕女性患者的表皮細胞，就可能培育出可受精的卵子，以及，男性的表皮細胞也能用來制造卵子，女性的細胞則可制造精子。

從人工制造鼠寶寶開始

2009年之前，林克彥的同事、京都大學教授齊藤通紀（Mitinori Saitou）就想做類似的研究，不過他是從人工培育的細胞開始的。

他們都在劍橋大學科學家、生殖細胞領域的先驅者阿茲姆·蘇拉尼（Azim Surani）的實驗室待過四年的時間。2009年，林克彥從劍橋回到日本。他把人工誘導的原生殖細胞注入那些已經不能產生精子的小鼠的睪丸里，然后看這些細胞會變成什么。當實驗進行到了第三、四只小鼠時，小鼠睪丸里就有了厚實的深色細精管，其中充滿了精子。研究團隊把精子注入卵子，再將由此形成的受精卵植入雌鼠體內。最終，可正常繁殖的雄鼠和雌鼠誕生了。

林克彥和齊藤通紀本來以為，卵子的形成會更復雜，不過2012年的一項實驗卻給出了相反的答案。當時，林克彥從一只正常小鼠中提取細胞，在體外培育出了原生殖細胞。接著，他將這些細胞注入白化病小鼠的卵巢中，使其產生卵子。然后，他將由此得到的卵子在體外進行受精，并植入一只代孕小鼠體內。當林克彥看到代孕小鼠生下的幼鼠的深色眼珠—沒有白化病征兆時，他說：“我意識到，我成功了。”

用猴子胚胎作為代替品

但對于那些苦于不孕不育的夫妻來說，林克彥和齊藤通紀能做的并不多。

他們發現，雖然可以培育出健康且能生育的小鼠，但通常，人工原生殖細胞本身卻不完全“正常”。比如，人工原生殖細胞可能會產生脆弱、畸形的卵子，而且有時會從支撐它的細胞復合體上脫落。受精后，這些卵子在分裂時，經常會產生3套染色體而不是正常的2套，人工原生殖細胞成功產生后代的幾率，只有傳統試管嬰兒的1/3。

哈佛大學醫學院的表觀遺傳學家張毅使用齊藤通紀的方法，同樣也發現人工原生殖細胞不像自然生成的原生殖細胞那樣，而會擦除表觀遺傳標記。他表示：“我們必須認識到，那些看起來像原生殖細胞的細胞并不是真正的原生殖細胞。”

此外，還有兩大技術障礙。首先要解決的是，如何在不把原生殖細胞注入睪丸或卵巢的情況下，將其轉換為成熟的精子或卵子。

不過，最大的挑戰還是在人類身上重復小鼠研究。齊藤通紀已經發現了在小鼠生殖細胞發育中非常重要的基因，研究團隊也開始使用這個基因來調整人類的誘導多能干細胞。但他們都明白，人類的信號傳遞網絡和小鼠不一樣。而且，盡管齊藤通紀有“數不清”的小鼠胚胎用于科研，但卻沒辦法得到人類胚胎。在獲得了一項5年期總額1200萬美元的資助后，研究人員每周可從附近的靈長類研究機構獲得20個猴子胚胎，作為人類胚胎的替代品。林克彥表示，如果一切順利的話，他們將在5至10年內，在猴子身上重復對小鼠的實驗；經過調整之后，這個方法也許很快能用于培育人類的原生殖細胞。

有望造出自我受精的小鼠

然而，培育可治療不孕不育的原生殖細胞仍是很遙遠的目標，包括齊藤通紀在內的許多科學家都表示要謹慎行事。誘導多能干細胞和胚胎干細胞常常會在培養期間發生染色體異常、基因變異以及表觀遺傳變化。科學家表示：如果存在某些細微的錯誤，有可能造成多代之后才能發現的結果。

現在，非創傷性成像技術能使醫生以很高的準確度區別健康的和有缺陷的胚胎。在私人資助的研究里，或者在那些對胚胎研究限制較少的國家，類似體外受精形成的胚胎，可能會率先植入人體。當這項技術變得可行之后，甚至可能誕生更具爭議的生殖技術。比如，理論上可以用一名男性的皮膚細胞制造卵子，再由另一名男性的精子進行受精，再將其植入代孕者的子宮內。不過，有人質疑，這樣的技術根本不可能實現。

目前，齊藤通紀使用雄鼠的誘導多能干細胞來制造精子，用雌鼠的這類細胞制造卵子，但他表示，這一過程互換也應該可行。如果可以培育出來自同一只小鼠的卵子和精子，并成功受精，就會誕生前所未見的東西—一只由自我受精產生的小鼠。

一些患者以及日本某些基金會要求林克彥和齊藤通紀做進一步研究。對于那些與試管嬰兒無緣，或者因幼年時期患病而無法產生精子或卵子的人來說，這項技術或許就是最后的希望了。林克彥告訴寫信給他的人，利用他們的技術，發展出可行的不孕不育療法，可能還需要10年甚至50年。

林克彥表示，病人只看到了小鼠實驗的成功，卻時常忽略了多年的艱苦研究才有了這樣一個突破。而把這項技術從小鼠轉移到人身上，幾乎等于從頭來過。他說，人類早期胚胎與小鼠大不一樣，這幾乎就是“再用十多年把實驗重新做一遍”。