這么神奇！人類皮膚可以產生卵子？！最新Nature子刊｜科學家成功將人體皮膚細胞的染色體“減半”
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轉自：生物谷
對很多渴望生育的人來說，“沒可用的皮膚精子或卵子”就像一場無解的困境——卵巢早衰、生精障礙讓常規試管嬰兒“巧婦難為無米之炊”，可產刊科只能寄希望于遙遙無期的最新配子捐贈。
近期發表在Nat Commun的成功研究Induction of experimental cell division to generate cells with reduced chromosome ploidy卻給這道難題拆出了新解法：咱們每天都在接觸的皮膚細胞，居然能通過技術改造，將人變成能和精子“合作”的體皮體“類卵細胞”，甚至能發育成早期胚胎！膚細
這背后的關鍵，是神奇生卵解決了“染色體數目不對等”的核心問題。皮膚細胞作為體細胞，人類染色帶著46條染色體（二倍體，皮膚2n），可產刊科而正常卵子只有23條（單倍體，1n）——只有單倍體配子，才能和精子湊出46條染色體的正常胚胎。此前科學家雖能用體細胞核移植（SCNT）技術，把皮膚細胞核塞進去核卵子里做“類卵細胞”，但這細胞帶著46條染色體，一和精子結合就成了69條染色體的“三倍體胚胎”，根本無法正常發育。
為了讓皮膚細胞的染色體“瘦到”23條，研究團隊開發了“mitomeiosis”實驗性分裂技術：先挑選處于G0/G1期的皮膚成纖維細胞——這類細胞沒進行DNA復制，染色體狀態是2n2c，再用顯微操作把它們的細胞核“移植”到去核的MII期卵母細胞中。神奇的是，MII期卵子細胞質里殘留的分裂活性，能逼著皮膚細胞核跳過正常的DNA復制階段，直接進入分裂狀態，模擬卵子形成時的染色體分離過程。
實驗觀察發現，皮膚細胞核與卵子融合1小時后，細胞內就開始出現紡錘體——這是染色體分離的“核心工具”；2小時后，77.5%的融合細胞能形成形態接近正常MII卵子的紡錘體，染色體著絲粒也能準確定位在紡錘體赤道板上，只有部分細胞出現紡錘體小型化、多極等異常。這一步證實，皮膚細胞基因組確實能在卵子細胞質里“啟動分裂程序”。
圖1：通過實驗性減數分裂（mitomeiosis）實現染色體倍性降低。圖示常規有絲分裂、減數分裂I和II與實驗性減數分裂（mitomeiosis）中細胞周期及染色體向子細胞分離的機制。
可難題還在后面：當這些“重組類卵細胞”通過卵胞漿內單精子注射（ICSI）與精子結合時，大部分都“沒反應”——僅23.4%能排出極體（卵子成熟的標志），17.4%能形成原核（胚胎發育的起步結構），剩下的基本停滯在2細胞期。而正常MII卵子受精后，82.9%能排極體、79.8%能形成原核，59%能發育到囊胚階段，差距十分明顯，這說明皮膚細胞來源的基因組需要“額外助力”才能激活發育。
圖2：含未復制（2n2c）基因組的體細胞核移植到MII卵母細胞質后可提前進入分裂期，但對精子誘導的激活無響應。
為了“喚醒”這些類卵細胞，研究團隊設計了“電穿孔+roscovitine”的聯合激活策略：先用電穿孔模擬精子進入時的鈣信號波動，給細胞“打一針喚醒劑”；再用選擇性周期蛋白依賴性激酶抑制劑roscovitine，下調細胞內過高的成熟促進因子（MPF）活性，確保分裂有序推進。結果很亮眼：單獨激活時，68.6%的類卵細胞能排極體，57.7%能形成原核，93.8%能完成首次卵裂；結合精子受精后，77.9%的細胞能排極體，76%能形成雙原核（分別來自皮膚細胞和精子），8.8%能發育到囊胚階段——更關鍵的是，這套方法對正常卵子完全沒傷害，安全性有保障。
圖3：電穿孔聯合roscovitine的輔助激活可挽救人體體細胞核移植卵母細胞的受精失敗問題。
光激活還不夠，得確認染色體是不是真的“減半”了。研究團隊基于AmpliSeq擴增子測序技術，開發了一套“染色體追蹤系統”，給90個類卵細胞來源的胚胎做了“全面體檢”。結果顯示：45.6%的胚胎沒發生染色體分離，其余54.4%的胚胎中，染色體分離比例從3:43到23:23不等；排除異常分離的胚胎后，合子內平均保留22.8條皮膚細胞染色體，極體內有23.3條——剛好接近正常卵子的23條！不過也有個小例外：8號染色體特別“偏心”，母源片段總愛留在合子里，其他染色體則是隨機分配，且全程沒出現自然減數分裂中的“交叉重組”，這說明皮膚細胞的“染色體瘦身”，走的是和自然卵子不同的路徑。
圖4：人體體細胞核移植卵母細胞經實驗性減數分裂（mitomeiosis）后的染色體分離與倍性降低情況。
更讓人振奮的是，“瘦身成功”的皮膚細胞染色體，還能和精子染色體好好“合作”。有些均一型胚胎里，所有卵裂球的染色體組成都一致，皮膚細胞和精子的遺傳物質完美融合；就算是嵌合型胚胎（不同卵裂球染色體數目不同），皮膚細胞的染色體也能正常復制、參與分裂，沒掉任何“鏈子”，這說明它們具備參與胚胎發育的基本能力。
對那些被“缺配子”困住的家庭來說，本研究不只是實驗室里的突破，更像是一束實實在在的希望之光。它第一次證明，平平無奇的皮膚細胞，能通過技術改造變成“準卵子”，還能和精子一起孕育早期胚胎。雖然現在還處于探索階段，但想想未來或許不用再等配子捐贈，自己的皮膚細胞就能成為“生育助力”——這份可能性，已經足夠讓人為之期待了。
參考文獻：
Marti Gutierrez N, Mikhalchenko A, Shishimorova M, et al. Induction of experimental cell division to generate cells with reduced chromosome ploidy. Nat Commun. 2025;16(1):8340. Published 2025 Sep 30. doi:10.1038/s41467-025-63454-7舉報/反饋
