对小鼠的研究在怀孕、生育和繁殖方面有重要发现

贴在5/20/2022

繁殖是生命最基本的功能，在某些方面也是最神秘的。研究小鼠和大鼠的研究人员最近取得了几项与生殖相关的突破，包括体内治疗小鼠不孕症，从干细胞中创造大鼠精子，发现一种以前被忽视的雌激素实际上在后代的发育中起着至关重要的作用，创造只有雄性或只有雌性的小鼠幼崽，以及从未受精卵中诞生健康的小鼠幼崽。

基因疗法治愈小鼠不孕症

不孕不育是一种令人心碎且鲜为人知的疾病，有许多潜在的原因。现在，一种不孕症已经被治愈，至少在小鼠身上是这样。

在京都大学的一项研究中，科学家们通过卵巢细胞靶向突变恢复了小鼠的生育能力。

在健康的卵巢中，发育中的卵母细胞由颗粒细胞提供营养物质和必要的激素。在这项研究中，小鼠被培养成具有未表达的Kitl基因，这损害了颗粒细胞的功能。

在将Kitl基因功能拷贝的病毒基因治疗注入卵巢后，80%的不育小鼠的颗粒功能恢复。这些小鼠自然交配并生出正常的后代，尽管雌性后代仍然不能生育。

研究人员表示，这种方法有一天可能会为人类带来新的不孕症治疗方法。

由于耶鲁大学最近的一项研究，一种叫做雌三醇的雌激素被赋予了新的重要性，雌三醇是女性怀孕前体内含量非常低的三种常见雌激素之一。

当女性怀孕时，她体内雌三醇的水平会急剧上升，但科学家们一直不知道这种激素的原因或作用。这种所谓的“弱雌激素”之前被认为没有任何作用，但事实并非如此。

事实上，耶鲁大学的研究人员已经发现雌三醇起着至关重要的作用。为了确定它在生殖中的作用，研究人员用雌三醇治疗怀孕的小鼠。雌二醇处理的小鼠妊娠率、胎仔数、妊娠成功率和子宫结构都有所改善。

这种改善也延伸到他们的后代，他们表现出更少的焦虑和更多的探索行为。当幼鼠成年后，它们的基因表达发生了永久性的变化。

如果这些发现适用于人类，并且发现该过程对人类是安全的，那么女性可以服用雌三醇，使怀孕更安全，更不容易发生并发症。

日本一组研究人员用干细胞制成的精子培育出了健康、可育的大鼠后代。这是科学家能够从胚胎干细胞中产生原始生殖细胞(精子和卵子的前体)的第二个物种。这一突破是2011年在老鼠身上首次取得的，但此后在其他动物身上没有重复过这一过程。

科学家们从大鼠胚胎干细胞中诱导出外胚层样细胞，然后从外胚层细胞中诱导出原始生殖细胞，将原始生殖细胞注射到大鼠睾丸中。这些细胞发育成成熟的精子，将其注射到大鼠的卵母细胞中，产生了健康和可育的后代。然而，这些老鼠无法通过正常的交配产生后代。

科学家们推测，尽管这一过程在小鼠和大鼠身上的成功间隔了10年，这意味着在其他动物物种身上复制可能需要数年时间，更不用说在人类身上了，但它确实有希望。

科学家们可以利用这项新技术来帮助濒临灭绝的动物繁殖，并更好地了解人类的不孕症。这也可能对其他研究产生积极影响，因为大鼠在基因上比小鼠更接近人类，而且一些疾病只能在大鼠身上建模。

上海交通大学的研究人员成功地让一只雌性老鼠从未受精卵中生出一只小老鼠，这在科学界尚属首次。

孤雌生殖或无性生殖也发生在其他物种中，包括蠕虫、蜜蜂、蚜虫、科莫多巨蜥和一些鲨鱼，但这是第一次在哺乳动物中诱导。

研究人员使用基因编辑工具CRISPR改变了小鼠基因组中7个印记基因区域的化学标签，使其看起来像是母亲的遗传密码来自男性。

他们对220个未受精卵进行了这种处理，并成功地将其中194个胚胎移植到14只雌性小鼠体内。三只老鼠出生了，其中一只活到了成年，能够正常繁殖，尽管它比普通老鼠小了20%左右。

这项新研究可能有助于科学家研究由基因组印迹引起的先天性疾病，如Prader-Willi综合征、Beckwith-Wiedemann综合征和Angelman综合征。

弗朗西斯·克里克研究所和肯特大学的科学家们除了能在没有雄性参与的情况下繁殖幼鼠外，还能使用基因编辑技术培育出全雄性和全雌性的幼鼠。

为了控制一窝小鼠的性别，研究人员在受精后不久使用CRISPR技术使不需要的性别的胚胎在基因上失活，只允许想要的性别发育。

这种方法不仅100%有效，而且没有导致产仔数量减少50%。平均而言，单性窝仔的大小是正常窝仔的61%到72%。这种方法对后代没有任何有害影响。

该团队针对的是许多哺乳动物中常见的Top1基因，因此该方法可能适用于其他动物，但还需要进一步研究来确定该方法是否安全。

这一发现可能对研究和农业很有用，因为研究和农业通常需要特定性别的动物。能够产生单性别的动物后代可以减少或消除对不需要性别的动物的剔除。

就像许多科学突破一样，在生殖方面，啮齿动物再次领先。感谢世界各地动物研究人员的工作，我们可能有更多关于生殖如何工作的答案，不孕不育的原因，以及使经历更安全、更成功的方法。