如何在实验室培育犀牛可以拯救濒危物种的科学

世界各地正在开展多个并行项目来拯救北部白犀牛(Ceratotheriumsimumsimum)，这是非洲迷人的标志性野生动物物种之一。随着2018年最后一只雄性的死亡，只剩下两只雌性还活着，该物种已经功能性灭绝。

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这些项目中最著名的是一个名为BioRescue的国际研究联盟。它由德国柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所领导下的一组科学家和自然资源保护主义者于2019年创立。

在其研究领域之一，BioRescue团队从仅有的两只北方白人雌性之一那里收集成熟的卵子(科学上称为卵母细胞)。它们居住在肯尼亚的OlPejeta保护区，这是一个私人经营的野生动物保护区。这些卵子将与从几头北方白雄性犀牛死前收集的冷冻精子受精。

剩下的两只雌性，纳金(Najin)和法图(Fatu)，已经没有能力再生育后代了。纳金的后腿太虚弱，无法怀孕，而法图的子宫也有问题。因此，受精卵产生的胚胎将被转移到代孕母亲体内。

最合适的代孕母亲是南方白犀牛，因为它是最接近的亲缘关系物种。但是，将北方白犀牛胚胎植入南方白犀牛体内并不是一件容易的事。然而，2023年5月传来了令人鼓舞的消息。除了增加5个北方白犀牛胚胎(使总数达到29个)之外，两只野生南方白犀牛被确定为合适的代孕者，因为它们仍然可以怀孕并且能够携带怀孕通过。

现在，培育新的北方白犀牛幼崽的目标似乎比以往任何时候都更加现实。

有时人们质疑在某一物种上花费的资金和精力，但犀牛故事背后的科学意义要大得多。任何物种灭绝都会对生态系统产生巨大影响，而人类的生存取决于该生态系统提供的资源。作为一种公认的、令人印象深刻和雄伟的动物，犀牛无疑在保护工作中发挥着旗舰作用。

此外，对一个物种的共同努力可以提供允许采取多物种保护方法的科学知识。这些技术不仅可以拯救北方白犀牛，还可以拯救其他犀牛物种、具有共同祖先的相关物种以及所有其他需要帮助的生物。

不同的方法

尽管在拯救北方白犀牛的努力中取得了巨大的科学进步，但胚胎移植以及妊娠至足月的成功率极低。为了确保该物种的未来，针对不同保护方法的并行举措必不可少。

BioRescue正在收集激素刺激后的成熟卵子，而英国牛津大学的犀牛生育项目则专注于生长中的卵泡，卵泡是在卵巢中发现的结构，其中含有一个未成熟的卵子，周围有几层支持细胞。这些支持细胞提供卵子发育所必需的信号和成分。这个想法是通过收集非常小的卵泡并在实验室的培养皿中培养它们来利用卵巢的更大潜力。

这将绕过闭锁，闭锁是自然荷尔蒙周期中发生的卵泡退化。作为该项目的成员之一，露丝·阿佩尔坦特(RuthAppeltant)希望这种方法能够快速提供大量体外生长的卵母细胞或成熟卵子。

不幸的是，人们发现老年犀牛的卵巢组织中卵母细胞极少甚至不含。这些鸡蛋需要作为该项目的起始材料。没有鸡蛋，就没有任何东西可以生长。目前，人们正在努力寻找方法来定位和处理旧卵巢组织中仅存的少数卵泡。

这个瓶颈将我们引向干细胞技术领域。在比利时安特卫普大学配子研究中心，我们的研究小组的目标是利用干细胞在体外产生卵子。这些可用于保护犀牛等濒临灭绝的物种。

BioRescue项目和美国圣地亚哥动物园的一个研究小组也致力于利用组织中的体细胞生产人造卵。

共同点是将细胞转变为诱导多能干细胞，诱导多能干细胞是由成熟细胞产生的未成熟细胞，并且可以分化为卵子。事实上，这个过程可以将皮肤细胞转化为卵子。迄今为止，该过程已在小鼠身上成功完成，并且已经可以为北方白犀牛的卵母细胞提供一种前体。

由于到达活体动物卵巢部位的技术困难，卵母细胞的收集是一个非常棘手的过程。使用身体细胞(例如皮肤细胞)的先进人工生殖技术引入了一系列新的可能性。迄今为止储存的大多数生物样本均由小型皮肤样本组成，但不包含卵母细胞。

这种方法的缺点是科学家首先需要成功地在感兴趣的物种中产生干细胞。

在安特卫普大学配子研究中心，我们不仅对开发基于诱导多能干细胞的干细胞技术感兴趣，而且目前正在建立基于干细胞的体外配子发生或“体外卵母细胞生成”技术存在于卵巢中。由于濒危物种的组织稀缺，我们使用猪作为大型动物模型。这将使我们更深入地了解如何利用动物体内已有的干细胞(称为内源性干细胞)产生卵子。

接下来是什么?

当我们没有鸡蛋时，我们就创造鸡蛋。当我们拥有干细胞时，我们就使用它们。研究人员现在知道，目前存储在生物库中的北方白犀牛个体样本具有足够的遗传变异性，可以建立一个可行且可持续的种群。

十年前，我们从未想象过其他细胞可以产生卵子。这正在成为现实，给我们拯救北方白犀牛带来希望、动力和能量。

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