《改变生活的生物技术》课程教学资源（阅读材料）人造精子

人造精子 12307130155王昕旸 人造精子”的技术原理 人造精子技术的原理是将胚胎干细胞诱导为“人造精子” 作为未分化状态的细胞,干 女性骨髓变精子过程 细胞具有分化成为其他类型 1提取从骨戆里提取干细胞 细胞的潜力,因此又被称为 经特别化学物质 “万能细胞”,而胚胎干细胞 激后变成“精子”2培养 又是所有干细胞中分化能力 3结合 可以伏卵千受精 最强的一种。 这项技术首先将人胚胎干细 胞诱导成为精原干细胞。具 英囚卡斯尔大学教授的郎尼4孕育生成胚胎制图/肖香 体来说,就是用维生素A的衍生物维甲酸和其他化学物质,调配成了一种特 殊的培养基,生长在其中的干细胞,可以按照预期被培育成为精原干细胞。 并非100%的胚胎干细胞都能被诱导,所以科学家设定了筛选标记,利用一种 名为流式细胞仪的高通量筛选机器,将大部分成功诱导的精原干细胞细胞精 准地挑选出来。 接下来就是让这些精原干细胞减数分裂,经过减数分裂之后,精原干细胞就 变成了真正意义上的精子 “人造精子”的技术应用 2003年初,日本的一个科研小组宣布,他们成功地把实验鼠的胚胎干细胞变 成了精子细胞 2004年,美国哈佛医学院乔治·戴利领导的一个科研小组报告说,他们用雄 性老鼠的胚胎干细胞培育出精子细胞,并且把这些精子细胞注入了卵子。这 也是首次使用人造精子使卵子受精的报道。 2004年,新加坡科学家培育出鱼的精原干细胞,并从中培育出了活的成熟鱼 精子 2004年4月22日,日韩科学家利用两只雌性老鼠未受精的成熟卵子重组培 育出了一只没有“父亲”的单性老鼠,并取名“辉夜姬

人造精子 12307130155 王昕旸 一、 “人造精子”的技术原理 人造精子技术的原理是将胚胎干细胞诱导为“人造精子”。 作为未分化状态的细胞，干 细胞具有分化成为其他类型 细胞的潜力，因此又被称为 “万能细胞”，而胚胎干细胞 又是所有干细胞中分化能力 最强的一种。 这项技术首先将人胚胎干细 胞诱导成为精原干细胞。具 体来说，就是用维生素 A 的衍生物维甲酸和其他化学物质，调配成了一种特 殊的培养基，生长在其中的干细胞，可以按照预期被培育成为精原干细胞。 并非 100%的胚胎干细胞都能被诱导，所以科学家设定了筛选标记，利用一种 名为流式细胞仪的高通量筛选机器，将大部分成功诱导的精原干细胞细胞精 准地挑选出来。 接下来就是让这些精原干细胞减数分裂，经过减数分裂之后，精原干细胞就 变成了真正意义上的精子。 二、 “人造精子”的技术应用 2003 年初，日本的一个科研小组宣布，他们成功地把实验鼠的胚胎干细胞变 成了精子细胞。 2004 年，美国哈佛医学院乔治·戴利领导的一个科研小组报告说，他们用雄 性老鼠的胚胎干细胞培育出精子细胞，并且把这些精子细胞注入了卵子。这 也是首次使用人造精子使卵子受精的报道。 2004 年，新加坡科学家培育出鱼的精原干细胞，并从中培育出了活的成熟鱼 精子。 2004 年 4 月 22 日，日韩科学家利用两只雌性老鼠未受精的成熟卵子重组培 育出了一只没有“父亲”的单性老鼠，并取名“辉夜姬

2009年7月8日,纳耶尼亚教授与其团队宣布他们成功地将人胚胎干细胞诱 导为“人造精子”。这种人造精子与正常精子类似,拥有头部和尾巴,可以 游动。纳耶尼亚说,它们还拥有正常精子所特有的蛋白质和染色体。 “人造精子”的优缺点 优点 1.人造精子技术可以治疗男性不育症,其一:可以通过手术的方法分 离病人的精原细胞,在实验室中设法使这些精原细胞产生具有生殖 功能的精子,再将这些精子植入到患者体内或直接冷冻保存,以便 择期将妻子的卵子取出进行体外受精;其二,人类还可能通过核移 植的克隆技术生产出携带有不育男子的遗传物质(DNA)的胚胎干细 胞,这些胚胎干细胞再经过培育,生产出人造精子 2.女性同性恋者有望拥有自己的孩子 缺点: 1.只有携带XY染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子。而带有 女性特征的XX染色体的干细胞,虽然能够形成早期的精原干细胞, 目前却始终无法通过减数分裂的考验。只有通过其他方法培育成没 有尾巴,也无法游动的“精子”。 2.人造精子如果运用于人类生育,将会引起严重的伦理问题 3.实验室在小鼠身上进行的实验中,由人造精子受精的胚胎发育成功 率非常低,成功发育的胚胎寿命也远低于正常值。就实验结果而言, 人造精子还是一个半成品的技术

2009 年 7 月 8 日，纳耶尼亚教授与其团队宣布他们成功地将人胚胎干细胞诱 导为“人造精子”。这种人造精子与正常精子类似，拥有头部和尾巴，可以 游动。纳耶尼亚说，它们还拥有正常精子所特有的蛋白质和染色体。 三、 “人造精子”的优缺点 优点： 1. 人造精子技术可以治疗男性不育症，其一：可以通过手术的方法分 离病人的精原细胞，在实验室中设法使这些精原细胞产生具有生殖 功能的精子，再将这些精子植入到患者体内或直接冷冻保存，以便 择期将妻子的卵子取出进行体外受精；其二，人类还可能通过核移 植的克隆技术生产出携带有不育男子的遗传物质（DNA）的胚胎干细 胞，这些胚胎干细胞再经过培育，生产出人造精子。 2. 女性同性恋者有望拥有自己的孩子 缺点： 1. 只有携带 XY 染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子。而带有 女性特征的 XX 染色体的干细胞，虽然能够形成早期的精原干细胞， 目前却始终无法通过减数分裂的考验。只有通过其他方法培育成没 有尾巴，也无法游动的“精子”。 2. 人造精子如果运用于人类生育，将会引起严重的伦理问题。 3. 实验室在小鼠身上进行的实验中，由人造精子受精的胚胎发育成功 率非常低，成功发育的胚胎寿命也远低于正常值。就实验结果而言， 人造精子还是一个半成品的技术