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风云再起：新的实验证据挑战传统观念

2004年，在《自然》杂志上发表的一篇学术论文打破了哺乳动物雌性生殖干细胞半个多世纪以来的沉寂。哈佛大学约翰·蒂利（John Tilly）教授的研究团队经过仔细分析小鼠卵巢中卵母细胞的数量变化，发现卵巢中每天都有几十到几百个卵泡发生闭锁，而新生小鼠每个卵巢中大约总共有5000个卵母细胞。如果以这样的消耗速度，在出生后的几周以内这些卵母细胞将消耗殆尽。而实际上，这些雌鼠在出生一年以后仍然具有正常生育能力。于是他们提出了一个“离经叛道”的解释：在小鼠出生以后卵巢中仍然源源不断地生成新的卵母细胞，使雌性生殖力得以维持！

当然，如果想让主流生物学界接受如此惊世骇俗的新理论，必须提供非常强有力的实验证据。在随后几年的一系列文章中，该研究组从不同角度做了多个实验来证实成年小鼠体内存在雌性生殖干细胞：1、他们首先通过细胞特异性染色实验证实，在出生后的小鼠卵巢中存在既表达生殖细胞特异性蛋白，又可以进行DNA复制的细胞，说明在卵巢中存在进行增殖的生殖细胞，即生殖干细胞，因为分化的卵母细胞是不增殖的；2、他们给成年小鼠注射化疗药物阿霉素，导致卵巢中几乎所有的卵母细胞由于严重的DNA损伤而迅速死亡。但是几周以后，卵巢中的卵母细胞数目和卵泡形态又恢复了正常，说明雌性小鼠体内存在卵泡新生机制；3、他们给雌性小鼠注射一种特异性地杀灭早期生殖细胞的药物棉酚，虽然这种药物对已分化的卵母细胞没有毒害，但仍然能够导致小鼠在几周以后卵泡急剧减少，丧失生殖能力，说明在雌性小鼠体内，潜藏的生殖干细胞对于维持卵母细胞的供给确实是至关重要的；4、在一个有趣的实验中，科学家从普通小鼠和绿色荧光蛋白转基因小鼠中各切下来半个卵巢，然后把它们拼在一起，移植到一个受体小鼠体内。结果若干天后，发现在这个重组卵巢中出现了一种由普通颗粒细胞包裹绿色卵母细胞所形成的“嵌合”卵泡。要知道，根据传统观念，雌性小鼠在出生3天以后，所有的卵母细胞都已经和周围的卵巢体细胞一起形成了原始卵泡。这种嵌合卵泡的产生，只能用新生的卵母细胞来解释。

于是，一个更加扑朔迷离的问题接踵而至：如果雌性哺乳动物体内确实存在生殖干细胞，那么，应该到哪里去寻觅它的芳踪呢？人们自然而然地首先把目光投向卵母细胞的摇篮—卵巢。实际上，上文中的实验1和4已经表明雌性生殖干细胞存在于卵巢内部。那么，卵巢以外的体内其他组织器官是否也是孕育雌性生殖干细胞的温床？在一次非常大胆的尝试中，蒂利教授的研究组发现，在储备血液干细胞的骨髓中，居然也能检测到一些生殖细胞特异性基因的表达。这是否预示着除了卵巢之外，骨髓也是生殖干细胞的隐居地？众所周知，骨髓中新生的血细胞会随着血液循环，散布到全身各处。那么，川流不息、不舍昼夜的循环血流中，是否就游荡着生殖干细胞这种新生命的种子？于是，他们用异体血管搭桥的方法，把普通小鼠和绿色荧光蛋白转基因小鼠的血液循环连通起来。经过这种处理几周以后，果然在普通小鼠的卵巢中，检测到了表达绿色荧光蛋白的新生卵母细胞！更进一步地，他们先用化疗药物杀死普通小鼠卵巢中的所有卵母细胞，然后再给这些小鼠移植绿色荧光蛋白转基因小鼠的骨髓细胞，也能使受体小鼠卵巢中重新生出表达绿色荧光蛋白的卵母细胞。这些实验都显示，在小鼠骨髓中可能真的也存在雌性生殖干细胞！这项令人瞠目结舌的发现虽然还没有在人体内得到证实，但已经足够令人浮想联翩：难道在日益普及的公益性献血活动中，年轻女性也无意间捐出了自己的生殖干细胞？如果遇到合适的土壤，这些生殖干细胞是否会阴差阳错地潜入受血女性的卵巢中并发育成正常卵母细胞？

虽然这些新发现如凡尔纳的科幻小说一般激动人心，但由于它们对传统科学定律的冲击太大，使大多数科学家马上产生本能性的怀疑，从潜意识里就不愿接受，并立即开始寻找反向的证据。其中，一个较有影响的实验是：有人重复了蒂利教授的小鼠异体血管搭桥实验和骨髓移植实验，然后给受体小鼠进行促排卵处理，结果这些小鼠排出的成熟卵子均来自于自身，无一携带绿色荧光蛋白转基因，使人怀疑骨髓来源的所谓“生殖干细胞”是否真的能够形成正常的卵母细胞。一时之间，纷争四起，争论不休。那几年间，笔者在国际生殖学术会议上数次亲眼目击了雌性生殖干细胞的拥护者和反对者之间的激烈交锋。讲台之上，针锋相对；听众之中，也是暗流涌动。几乎每个卵巢生物学的研究者都被问到类似的问题：“你是否相信最近关于成年动物中存在雌性生殖干细胞的新观点？”

石破天惊：雌性生殖干细胞的再发现

2009年春天，著名生物学期刊《自然-细胞生物学》发表了来自上海交通大学吴际教授研究团队的一篇论文。在这篇惊世之作中他们报道，从成年小鼠卵巢组织中分离得到了“疑似”雌性生殖干细胞，在体外培养了一年多之后，向这些细胞中人为导入了水母绿色荧光蛋白基因，然后把这些改造过的细胞移植到受体小鼠的卵巢中，成功分化出表达绿色荧光蛋白的卵母细胞，最终甚至还生出了转基因的小鼠。这一系列貌似直白的实验，实际是前人从未能完成的高难度动作。如果随着时间的推移而被历史证实的话，这个发现将是人类首次分离得到哺乳动物雌性生殖干细胞，而具有里程碑式的意义。关于哺乳动物雌性生殖干细胞的争论，天平再次向正方倾斜。

但是在随后的几年中，世界上多个实验室试图重复这篇文章中的研究结果，却都由于遇到技术瓶颈而没有成功。直到3年以后，在2004年最初发起关于“哺乳动物雌性生殖干细胞”争论的哈佛大学蒂利教授团队，又在《自然-医学》杂志发表后续文章。他们不但重复出了吴际教授研究组的工作，而且进行了技术改良。更重要的是，他们从小鼠实验更进一步，从成年女性卵巢中分离得到了生殖干细胞！

这两篇文章的发表，使人们觉得，哺乳动物雌性生殖干细胞，不再是一个停留在概念层面的美丽传说，而已经揭去了它神秘的面纱，触手可及地呈现在人们的面前。

（本文发表于《科学世界》2013年第11期）