XXY染色體
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(jiàn)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(gè)X染色體(XX)，男孩有一個(gè)X和一個(gè)Y(XY)，但在性染色體數(shù)目異常綜合征的男性中會(huì)出現(xiàn)多一個(gè)額外的X或Y。三個(gè)而不是兩個(gè)性染色體會(huì)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(dāng)高，男性新生兒中達(dá)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(shí)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(guò)程中第二次減數(shù)分裂時(shí)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(xì)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(guó)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(lái)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，它最終可能讓Klinefelter綜合征(XXY)或雙Y綜合征(XYY)的男性不孕患者通過(guò)輔助生殖使用這種技術(shù)生育孩子。
研究團(tuán)隊(duì)從XXY和XYY小鼠獲取耳朵的組織進(jìn)行培養(yǎng)，收集稱為成纖維細(xì)胞的結(jié)締組織細(xì)胞。他們將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，并注意到在這個(gè)過(guò)程中，一些細(xì)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(hào)來(lái)引導(dǎo)干細(xì)胞變成有可能成為精子的細(xì)胞。這些細(xì)胞進(jìn)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(guò)輔助生殖，培育出健康、可育的后代。
實(shí)驗(yàn)流程
該方法運(yùn)用到人類身上的前景
第一作者Takayuki Hirota說(shuō)：“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(gè)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?yàn)樵诔醪綄?shí)驗(yàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)，從Klinefelter綜合征患者的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生干細(xì)胞也會(huì)失去額外的性染色體。“三體染色體”丟失也適用于其他染色體，可以從一個(gè)唐氏綜合癥的小鼠模型生成整倍體的iPSCs細(xì)胞。它也可以從人類的三體綜合征患者成纖維細(xì)胞產(chǎn)生整倍體細(xì)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(jìn)行更多的研究。Francis Crick研究所的組長(zhǎng)，通訊作者之一James Turner解釋說(shuō)：“目前還沒(méi)有辦法在人體外形成成熟的精子。在我們的小鼠實(shí)驗(yàn)中，我們必須將可能成為精子的細(xì)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(duì)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(xiǎn)，或者在試管中發(fā)明一種產(chǎn)生成熟精子的方法。”
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