世界首次!我國學者成功讓雄性大鼠懷孕,並生下健康可育的後代

撰文 | 王聰

1994年,施瓦辛格主演的一部名爲《威龍二世》的喜劇片上映,在電影中,施瓦辛格服用了一種名爲安胎靈的生育配方,並植入受精卵,之後成功懷孕並誕下嬰兒。但在當時看來,劇情過於荒誕,上映後負面評價居多。

在自然界中,雄性懷孕是極其罕見的現象,但也並非不存在,實際上,例如海龍科動物就是由雄性懷孕並生育後代,其中最著名的就是海馬。

之前有研究將胚胎移植到雄性小鼠體內,但胚胎無法繼續發育,這表明雄性哺乳動物體內的完整胚胎髮育受到限制。這種限制可能是由兩點造成的:1、雄性缺乏用於胚胎着牀和發育的子宮;2、缺乏促進子宮內膜生長和允許胚胎着牀或發育的懷孕微環境條件。

但是,既然自然界中有雄性動物懷孕並生育後代的情況,那麼,高等的哺乳動物是否保留了懷孕並生育的潛力呢?

2021年6月16日,上海第二軍醫大學(海軍軍醫大學)劉玉環和張榮佳,在預印本 bioRxiv 發表了題爲:A rat model of pregnancy in the male parabiont 的研究論文。

該研究成功構建了雄性連體大鼠,並讓雄性大鼠成功懷孕並誕下後代。

研究團隊使用大鼠來進行研究,整個過程分爲四個步驟:

首先,通過手術將閹割的雄性大鼠和雌性大鼠連接起來,形成了一對異性連接共生體;

然後,在8周後,對該雄性大鼠進行子宮移植;

接下來,在恢復後,將囊胚期胚胎移植到雄性大鼠的移植子宮和雌性大鼠的天然子宮中;

最後,在胚胎髮育的第 21.5 天進行剖腹產。

研究團隊一共構建了46對這樣的連體大鼠,共移植了562個胚胎到連體雌性大鼠子宮,移植了280個胚胎到連體雄性大鼠的移植子宮。其中雌性大鼠子宮中有169個胚胎髮育正常(30·07%),雄性大鼠移植子宮中有27個胚胎髮育正常(9·64%)。

在這46對異性連接共生體中,有25對在雄性或雌性中均未顯示正常胚胎,有15 對只在雌性中顯示至少一個正常胚胎,有6對在雄性和雌性中均至少有一個正常胚胎,沒有隻在雄性中正常胚胎而雌性中不正常的情況。

研究團隊推斷並進一步證實,雄性移植子宮中的胚胎,只有暴露在懷孕雌性的血液中,才能正常發育。

最終,雄性大鼠成功誕下10只發育正常的大鼠幼崽,這些雄性大鼠的新生幼崽能夠正常發育到成年,並且具有生殖功能。組織學檢查顯示,這些雄性大鼠誕下的後代的心臟、肺、肝臟、腎臟、腦、睾丸、附睾、卵巢或子宮沒有明顯異常。

據瞭解,這是全世界首次關於雄性哺乳動物懷孕並生產的報道,研究團隊成功構建了雌雄連體大鼠模型,讓其中的雄性大鼠懷孕並誕下10只幼崽,且這些幼崽均發育到成年,還具有正常的生殖功能。

最後,研究團隊表示,雖然成功率較低,但這項研究成果表明,雄性連體大鼠具有體內胚胎髮育的潛力,這一發現可能對生殖生物學研究產生深遠影響。

對於自然生命來說,繁育後代是其一生中極其重要的使命。然而,在現代社會,隨着生活壓力的不斷增大以及環境污染的日益加劇,世界各國的不孕不育率都呈現出飆升之勢,很多夫妻都飽受不孕不育的困擾。據統計,我國有超過5000萬不育不孕患者,超過正常育齡人口的10%,這其中的原因男女差不多各佔一半。

2021年3月17日,以色列魏茨曼科學研究所的Jacob H. Hanna等人在Nature期刊在線發表了題爲:Ex utero mouse embryogenesis from pre gastrulation to late organogenesis 的研究論文。研究團隊創建了一個人造機器子宮,並首次使用人造子宮培養了小鼠胚胎6天時間(達到小鼠整個妊娠期的三分之一),且胚胎在人造子宮培育過程中發育正常。

這些研究都提示了我們,利用人造子宮生育,或是雄性生育,或許將不再是科學幻想。

論文鏈接:

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.06.09.447686v2

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03416-3