生殖细胞的发育研究为解决人类不孕不育问题提供了新的思路。近期,斯坦福大学和上海交通大学的两个研究团队分别通过不同技术手段,成功诱导胚胎干细胞向精子和卵子分化,取得了重要进展。
斯坦福大学的研究团队利用化学药物和微生物诱导胚胎干细胞分化为精子和卵子。通过将化学药物与维生素混合处理,他们成功培育出具有成熟形态的精子,这些精子拥有完整的头部和短小的尾部,具备受精能力。尽管卵子的培育仍处于早期阶段,但已显著优于其他相关研究。该团队还计划进一步利用人体表皮细胞,通过使其生物钟逆转至胚胎干细胞状态,进而诱导其分化为精子和卵子,推动体外生殖细胞生成的临床应用。
上海交通大学医学院冯立新教授团队则采用异位表达转基因技术,将生殖细胞特异性RNA结合蛋白基因——Deleted in Azoospermia-Like(Dazl)导入胚胎干细胞中。该基因的过度表达显著促进了胚胎干细胞向带有尾部且具备游动能力的精子及卵细胞的分化。研究显示,Dazl基因通过抑制胚胎干细胞中的Nanog信号通路,调控生殖细胞特异标记物如Stella、MVH和Prdm1的表达,发挥关键调控作用。敲除Dazl基因则导致这些标记物表达下降,进一步证实其在生殖细胞形成中的重要性。
此外,冯立新教授团队还通过核移植技术,利用携带W/Wb基因突变导致雄性不育的小鼠皮肤细胞,成功建立了核移植胚胎干细胞(ntES)系,并实现了突变基因的修复。基于此,他们正尝试利用已建立的方法生产功能性精子,为因遗传缺陷导致不育的患者提供潜在治疗方案。同时,团队也开发了体外衍生卵子的创新方法,推动生殖干细胞研究向临床转化迈进。
冯立新教授简介:现任上海交通大学医学院医学研究院特聘教授、生殖干细胞研究室主任。其主要研究方向为生殖干细胞的形成、增殖及分化调控机制,以及配子的分子形成机理。曾在国际权威期刊如《Journal of Biological Chemistry》和《Science》发表多篇相关研究成果。曾在美国国立卫生研究院和乔治城大学医学中心完成博士后研究,后回国发展生殖干细胞领域的前沿研究。