BioRescue从北方白犀牛干细胞中产生原始生殖细胞

在推进辅助生殖和干细胞相关技术以拯救北方白犀牛免于灭绝的竞赛中，BioRescue 联盟宣布了一项重大突破：从北方白犀牛的诱导多能干细胞中创建原始生殖细胞样细胞 (PGCLS)犀牛纳比雷。这一里程碑由日本大阪大学的专家领导，此前从未在大型哺乳动物身上实现过。现在还有最后一步需要掌握，以便从保存的组织中生产人造犀牛配子(卵子和精子)。如果成功，这将提高胚胎的可用性和遗传多样性，并成为拯救北方白犀牛的基石。科学进步。

33 岁的 Najin 和她的女儿 Fatu 是地球上最后幸存的北方白犀牛。由于同类中仅剩两只雌性，无法进行自然繁殖，北方白犀牛的唯一希望在于先进的辅助生殖技术。BioRescue 联盟的科学家已经通过卵母细胞与精子的体外受精产生了北方白犀牛胚胎。胚胎注定要由南方白犀牛的代孕母亲生下。胚胎生产的关键是卵母细胞(卵细胞)和精子的可用性。女性 Fatu 是唯一留下的天然卵母细胞的捐献者，只有四名男性可以为该项目提供冷冻精子——其中一些男性与 Fatu 密切相关。借助干细胞相关技术 (SCAT)，BioRescue 科学家旨在克服这一瓶颈：通过使用储存和保存的犀牛皮组织，原则上应该可以产生诱导多能干细胞 (iPCS)、原始生殖细胞和最终的人工配子。这可以将未来种群的创始群体中的个体数量增加到 12 个，并允许产生更大量的卵母细胞。根据他们最近发表在期刊上的论文 这可以将未来种群的创始群体中的个体数量增加到 12 个，并允许产生更大量的卵母细胞。根据他们最近发表在期刊上的论文 这可以将未来种群的创始群体中的个体数量增加到 12 个，并允许产生更大量的卵母细胞。根据他们最近发表在期刊上的论文Science Advances，该团队现已成功从胚胎干细胞 (ESC) 和诱导多能干细胞 (iPSC) 中培养出原始生殖细胞 (PGC)——卵子和精子的前体。

在人类、犀牛或小鼠等有性生殖生物中，原始生殖细胞在人类、犀牛或小鼠等有性生殖生物中，原始生殖细胞 (PGC) 是精子和卵子的胚胎前体，可将遗传和表观遗传信息从一代传递到下一代下一个。为了让它们从干细胞中发育出来，它们需要一个非常特殊的环境，在这个环境中，来自激素或蛋白质的信号会触发所需的形态和功能转变。这还包括体内细胞的迁移(PGC 迁移)。BioRescue 科学家 Masafumi Hayashi 和 Katsuhiko Hayashi 以及他们来自大阪大学的团队首次在大型哺乳动物中成功地在培养系统中创造了这样的环境。他们为南方白犀牛建立了养殖系统，胚胎干细胞可用，北方白犀牛，他们使用从组织样本中提取的诱导多能干细胞。为了取得成功，他们需要确定必须在特定时间点引入系统的信号以及它们触发 PGCLC 开发的顺序。

科学家们依赖于小鼠模型的知识：2016 年，Katsuhiko Hayashi 和他的团队成功地创造了原始生殖细胞样细胞，并最终从在实验室受精的小鼠中获得了生殖细胞，并产生了健康的后代。就白犀牛而言，Hayashi 在 BioRescue 内与 Max Delbrück 中心的 Sebastian Diecke 多能干细胞平台以及 Leibniz-IZW 的生殖专家 Thomas Hildebrandt 密切合作，他们都是该论文的最后作者，以及 Cesare来自 Avantea 的 Galli。

通过反复优化，BioRescue 团队在规定条件下从北方白犀牛 Nabire 中生产出 PGCLC。由于 PGC 是配子的创始种群，这一成就为从北方白犀牛的诱导多能干细胞中产生功能性配子铺平了道路，这将有助于逆转它们的灭绝。一旦人工配子的创建成功，该计划将与 BioRescue 对天然配子执行的程序合并：就像从 Fatu 获得的卵母细胞和从冷冻样本中解冻的精子一样，人工创建的卵子和精子将在体外受精在实验室里。以这种方式创造的胚胎将安全地储存在液氮中，直到可以转移给代孕母亲。

日本使用的南方白犀牛胚胎干细胞来自意大利克雷莫纳的 Avantea 实验室，由 Cesare Galli 的团队培育。与此同时，新衍生的北方白犀牛 PGC 源自 Fatu 的姨妈 Nabire 的皮肤细胞，她于 2015 年在捷克共和国的 Dvůr Králové 野生动物园去世。Max Delbrück 中心的 Sebastian Diecke 团队负责将它们转化为诱导多能干细胞。

所有 BioRescue 程序都伴随着伦理风险评估，该评估是在意大利帕多瓦大学兽医、保护和动物福利伦理实验室的指导下进行的。