首批试管受精的幼犬已诞生

体外受精的可爱

在第一例试管婴儿诞生 37 年后,康奈尔大学的研究人员宣布,他们已成功通过体外受精技术诞下了第一批幼犬。研究人员表示,此次成功将有助于他们利用这项技术来保护濒危物种,并研究和治疗犬类常见的许多遗传疾病。他们的研究结果已于今日在《PLOS ONE》杂志上发表。

一只代孕母犬生下了七只幼犬,其中两只的母亲是比格犬,父亲是可卡犬;另外五只幼犬的父母都是比格犬。

为何耗时如此之久

在过去的三十年里,研究人员一直在尝试在犬类中使用辅助生殖技术。与人类和其他哺乳动物不同,犬类的卵母细胞(未受精卵)需要一定时间才能成熟,然后才能受精。从母犬的输卵管(人类的输卵管)中取出卵母细胞的最佳时机对繁殖成功至关重要。研究人员发现,将卵母细胞在输卵管中多留一天,其日后受精的可能性就会大大增加。

“这项新研究的成果,通过确定排卵卵母细胞达到受精能力的时间点,取得了重大进展,”加州大学戴维斯分校的助理教授 Pablo Ross 表示。他研究家养动物的生殖生物学,并未参与这项研究。

研究人员还克服了另外两个挑战:他们找到了更好地模拟母犬输卵管内环境的方法,以促成受精;并且他们发现,冷冻胚胎可以让他们在母犬一年仅发生一到两次的发情期内,在正确的时间将卵子植入。

治疗遗传性疾病

康奈尔大学生殖生物学教授 Alex Travis 是这项研究的负责人。他表示,这项技术的成功不仅有助于治疗犬类疾病,也有助于治疗人类疾病。人类和犬类有超过 350 种相似的遗传性疾病,比其他任何动物(包括常被用作疾病模型的实验鼠)都要多。

Ross 表示,通过体外受精技术获得高质量胚胎的能力,将使研究人员能够接触到任何个体最基本的生命阶段——单细胞阶段。这使得科学家能够更有效地使用 CRISPR 等技术进行生殖细胞编辑,从而成为研究人类和犬类共患疾病的有效途径。

这项技术还有助于研究人员根除犬类自身的许多遗传性疾病。目前,许多研究人员和育种者采用基因检测来筛查这些疾病,并取得了相当成功。然而,当某种疾病影响到某一品种的很大一部分时,这种筛查过程可能导致近亲繁殖,从而增加其他遗传性疾病的发生几率。

通过使用 CRISPR 等生殖细胞编辑技术,消除致病基因的改良将不仅使该动物摆脱疾病,还将惠及它们的后代以及所有未来几代;从理论上讲,这样可以根除某些遗传性疾病。

Travis 和他的团队与史密森尼学会保护生物学研究所合作,还计划将体外受精技术用于野生动物保护。Travis 表示,体外受精技术使研究人员能够保存濒危物种的精子和卵子,然后将其重新引入圈养种群的基因库中。未来,他们希望采用体外成熟技术,即研究人员在卵子成熟前将其从卵巢中取出,然后在实验室中使其成熟并进行受精。这项技术对于基因库中雌性个体因过早死亡而未有机会繁殖的濒危种群尤其有帮助。Travis 认为,体外成熟技术可以为这些基因带来“第二次机会”,并帮助确保雌性基因能够传承给后代。

尽管这项技术仍需进一步研究才能完善,但研究人员对体外受精技术的成功以及基因编辑领域的最新进展寄予厚望,相信这将有助于研究人员更好地治疗和预防犬类的遗传性疾病。

 

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曾任《Popular Science》杂志的科学编辑。她对脑科学、微生物组和人体生理学特别感兴趣。除了《Popular Science》之外,她的作品还发表在《纽约时报》、《科学美国人》以及《Scholastic’s Science World》和《Super Science》杂志等刊物上。她拥有加州大学戴维斯分校神经生物学学士学位,以及纽约大学科学、健康和环境报道项目的科学新闻学硕士学位。


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