Science：科學(xué)家讓性染色體三體小鼠繁殖出健康后代

 科學(xué)家們從基因不育的雄性小鼠身上培育出了健康的后代，為解決人類不育的常見遺傳原因提供了一種可能的新途徑。

什么是性染色體數(shù)目異常綜合征
我們的性別是由X和Y染色體決定的。通常，女孩有兩個X染色體（XX），男孩有一個X和一個Y（XY），但在性染色體數(shù)目異常綜合征的男性中會出現(xiàn)多一個額外的X或Y。三個而不是兩個性染色體會破壞成熟精子的形成并導(dǎo)致不育。
其中Klinefelter綜合征患者性染色體為XXY，即比正常男性多了一條X染色體。Klinefelter綜合征的發(fā)病率相當高，男性新生兒中達到1.2‰。根據(jù)白種人的資料，在因不育而就診者中約為1/20。額外的X是由于親代減數(shù)分裂時X染色體不分離的結(jié)果。XYY綜合征在男嬰中的發(fā)生率為1：900。XYY核型是父親精子形成過程中第二次減數(shù)分裂時發(fā)生Y染色體不分離的結(jié)果。
三體染色體丟失現(xiàn)象讓干細胞成為可育精子
8月17日發(fā)表在Science上的一篇研究文章中，英國FrancisCrick研究所和日本京都大學(xué)的科學(xué)家們合作發(fā)現(xiàn)了一種去除多余的性染色體來繁殖后代的方法。如果該發(fā)現(xiàn)可以安全地轉(zhuǎn)移到人類，它終可能讓Klinefelter綜合征（XXY）或雙Y綜合征（XYY）的男性不孕患者通過輔助生殖使用這種技術(shù)生育孩子。
研究團隊從XXY和XYY小鼠獲取耳朵的組織進行培養(yǎng)，收集稱為成纖維細胞的結(jié)締組織細胞。他們將成纖維細胞轉(zhuǎn)化為干細胞，并注意到在這個過程中，一些細胞失去了額外的性染色體。這種現(xiàn)象研究人員稱為三體染色體丟失（trisomy-biased chromosome loss，TCL）。用已有的方法，他們使用特定的化學(xué)信號來引導(dǎo)干細胞變成有可能成為精子的細胞。這些細胞進入宿主小鼠的睪丸后發(fā)育成成熟精子。然后，研究人員利用成熟的精子，通過輔助生殖，培育出健康、可育的后代。
該方法運用到人類身上的前景
作者Takayuki Hirota說：“我們的方法允許我們從不育的XXY和XYY小鼠培養(yǎng)可育后代。有一天，同樣的方法是否可以用于三個性染色體男性的生育治療，將是一件很有趣的事情?！?
不僅僅是有趣，應(yīng)用到人類身上成功的可能性很大，因為在初步實驗中，研究小組發(fā)現(xiàn)，從Klinefelter綜合征患者的成纖維細胞產(chǎn)生干細胞也會失去額外的性染色體?！叭w染色體”丟失也適用于其他染色體，可以從一個唐氏綜合癥的小鼠模型生成整倍體的ipsCs細胞。它也可以從人類的三體綜合征患者成纖維細胞產(chǎn)生整倍體細胞。該結(jié)果能克服其它三體表型相關(guān)的不孕癥。
然而，在這種方法可以應(yīng)用于人類之前，還需要進行更多的研究。Francis Crick研究所的組長，通訊作者之一James Turner解釋說：“目前還沒有辦法在人體外形成成熟的精子。在我們的小鼠實驗中，我們必須將可能成為精子的細胞注射回到睪丸中，幫助它們完成發(fā)育。但是我們發(fā)現(xiàn)這導(dǎo)致了一些小鼠受試對象的腫瘤。因此，在我們考慮用到人類之前，必須減少腫瘤形成的風(fēng)險，或者在試管中發(fā)明一種產(chǎn)生成熟精子的方法。”