婚姻和生育，或许是一个人一生中最重要的两件事，前者是选择契合的伴侣，后者是自身血脉的延续。不仅如此，总人口的婚育水平还会影响着和社会和经济的发展，因此，世界各国政府也不断出台政策以维持婚育率和人口平衡。

　　然而，2020年6月，北京大学公共卫生学院儿童青少年卫生研究所马军/宋逸团队在The Lancet Global Health 杂志发表的论文显示，自1990年以来，我国年轻女性已婚率和生育率持续下降【1】。这些社会压力增大、受教育水平提高、男女性别比例不平衡等多种因素有关。

　　此外，当今社会，还有相当大的人群深受不孕不育的困扰，据统计，我国有超过5000万不育不孕患者，超过正常育龄人口的10%，这一数字远远超过了我们的想象。

　　在自然界的自然规律里，人类必然是男女结合，才能孕育下一代。然而，自人类进入分子生物学时代以来，生命科学的发展速度也远远超出了普通人的想象。

　　或许，在不久的将来，不育不孕夫妻或同性伴侣，就能通过生物技术拥有自己的孩子。

　　孤雌生殖

　　2015年12月，中科院动物研究所胡宝洋研究员、周琪院士、李伟研究员合作，在 Cell Research 杂志发表了题为：Birth of fertile bimaternal offspring following intracytoplasmic injection of parthenogenetic haploid embryonic stem cells （雌性单倍体胚胎干细胞胞浆内注射后生出可育的双亲后代）的研究论文【2】，该研究通过对印记基因的修饰，成功得到了活的具有两个母系基因组的孤雌小鼠，首次实现了哺乳动物的孤雌生殖。

人造精子

　　2016年3月，中国科学院动物研究所周琪院士、赵小阳研究员、南京医科大学沙家豪教授合作，在干细胞领域顶级学术期刊 Cell Stem Cell 杂志发表了题为：Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro （胚胎干细胞衍生的生殖细胞在体外的完全减数分裂）的重磅研究论文【3】。

　　研究团队首先诱导小鼠胚胎干细胞产生了功能性精子样细胞（sperm-like cells），然后将这种精子样细胞注入小鼠卵细胞中，成功产生了能生育的小鼠后代。这是人类首次在实验室中创造出有功能的“人造精子”。

研究团队首先让小鼠胚胎干细胞接触由GSK3抑制剂、MEK抑制剂和白血病抑制因子组成的化学混合物，从而将胚胎干细胞诱导为原始生殖细胞（primordial germ cells）。

　　接下来，研究团队模拟这些原始生殖细胞的天然组织环境：让这些细胞接触睾丸细胞和诸如睾酮之类的性激素。在这些条件作用下，这些由胚胎干细胞产生的原始生殖细胞经历了完整的减数分裂，产生具有正确细胞核DNA和染色体含量的精子样细胞（sperm-like cells）。

　　最后，研究团队将这些精子样细胞注入小鼠卵细胞中，将形成的胚胎植入雌性小鼠体内。之后这些胚胎发育正常，成功产生健康的后代，而且这些后代也能繁殖下一代。

　　该研究开发出这种基于干细胞的方法，可以完全重现生殖过程中的减数分裂，产生功能性的精子样细胞，更重要的是，这些由干细胞产生的精子样细胞能够与卵细胞结合，并成功孕育可育后代。

　　这些研究不仅有望解决男性不育症，而且，该技术的进一步发展，有望在不需要男性的情况下，通过干细胞技术，实现自己做母亲的愿望。

　　孤雄生殖

　　2018年10月，中科院动物研究所胡宝洋研究员、周琪院士、李伟研究员合作，干细胞领域顶级学术期刊 Cell Stem Cell 杂志上发表了题为：Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region 的研究论文【4】。

　　该研究在之前的基础上，结合单倍体干细胞技术和基因编辑技术，首次获得具有两个父系基因组的孤雄小鼠，首次实现了哺乳动物的孤雄生殖。

同性生殖在低等动物中较常见，然而，对于哺乳动物和人类来说，进化而来的印记基因要求只有同时具备双亲染色体的胚胎才能存活。

　　为了突破这一难题，研究团队在孤雄单倍体干细胞中，筛选并最终删除了7个重要的印记控制区段（Nespas，Grb10，Igf2r，Snrpn，Kcnq1，Peg3，Gnas）。然后将这些修饰过的细胞与另一颗精子所形成的孤雄胚胎干细胞，成功发育成为了活的孤雄小鼠。

　　这是人类首次获得具有两个父系基因组的孤雄小鼠，证实了即便在最高等的哺乳动物中，孤雄生殖也有可能实现。

　　这些孤雄小鼠外观正常，可以自主呼吸，但是都在出生后48小时内死亡。这也表明，哺乳动物的孤雄生殖比孤雌生殖更难实现。

　　从这些研究能够看出，曾经不可想象的孤雌生殖、孤雄生殖，并非遥不可及，我国科学家已经在哺乳动物上实现了。自人类进入分子生物学时代以来，生命科学的发展速度也远远超出了普通人的想象。

　　或许，在不久的将来，不育不孕夫妻或同性伴侣，就能通过生物技术拥有自己的孩子。

　　参考文献：

　　1、https://doi.org/10.1016/S2214-109X(20)30130-3

　　2、https://www.nature.com/articles/cr2015151

　　3、https://doi.org/10.1016/j.stem.2016.01.017

　　4、https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

　　撰文｜王聪

　　编辑｜nagashi

　　排版｜水成文

（来源：Bio生物世界 文/生物世界 2020-11-12）