全球有数百万不孕不育患者，其中一部分人是因为完全没有功能性配子（精子或卵子）。对于这些患者，体外受精（IVF）无能为力，他们只能借助捐赠配子来拥有孩子。如果能把患者自身的体细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），再分化为功能性精子或卵子——这一概念被称为体外配子发生（IVG）——将具有巨大的治疗潜力。然而，人类卵母细胞的自然发育从胚胎期多能祖细胞开始，需要十多年才能成熟，而IVG必须在几周内完成这一过程，难度极大。

另一条路径是体细胞核移植（SCNT）：将体细胞核移植到去核的成熟卵母细胞胞质中，直接重编程为卵母细胞样细胞。但SCNT产生的卵母细胞是二倍体，与精子受精会导致三倍体，因此传统SCNT需要人工激活并阻止极体排出。此前，研究团队在小鼠中证明，将未复制的G0/G1期体细胞核移植到去核MII卵母细胞后，可以诱导一种实验性的减数分裂样分裂——“mitomeiosis”（有丝减数分裂），使体细胞染色体在受精后丢弃一套同源染色体到极体中，形成单倍体。这项研究将这一策略应用于人类SCNT卵母细胞，并追踪了染色体分离和倍性减少的机制。

人类SCNT卵母细胞： premature 进入中期，但受精后无法激活

研究者将270个成熟MII卵母细胞的纺锤体-染色体复合物移除，与G0/G1期成纤维细胞融合。融合后1小时即可检测到新形成的纺锤体，2小时后大多数（77.5%）出现。这些SCNT纺锤体在长度和宽度上与完整MII卵母细胞的纺锤体相似，但约60%的SCNT卵母细胞出现异常纺锤体形态，包括小、圆或多极构型。

然而，当这些SCNT卵母细胞与精子进行ICSI受精后，仅23.4%排出极体，17.4%形成原核，且原核形成延迟至12小时。所有对照受精卵均卵裂，59%发育至囊胚，而SCNT受精卵仅25%卵裂且停滞在2细胞期。这表明，尽管未复制的2n2c基因组可以 premature 进入中期，但精子诱导的天然激活不足以让SCNT卵母细胞退出MII阻滞。

辅助激活：电穿孔+roscovitine rescue 受精失败

MII阻滞由成熟促进因子（MPF，由Cdk1和cyclin B组成）的高活性维持。精子进入触发钙振荡，导致cyclin B降解和Cdk1失活，从而退出MII阻滞。研究者尝试用电穿孔模拟钙升高，但单独电穿孔仅使16.7%的SCNT卵母细胞排出极体，且所有受精卵均未卵裂。随后，他们采用电穿孔后4小时孵育roscovitine（一种选择性Cdk抑制剂）的方案。在对照组MII卵母细胞中，83.3%排出极体并形成单个原核；在SCNT组中，68.6%排出极体，57.7%形成单个原核，6-7小时内可见。当SCNT卵母细胞先ICSI受精再进行电穿孔+roscovitine激活时，77.9%排出极体，76%形成两个原核，83.3%卵裂，但仅8.8%发育至囊胚。

染色体分离：随机减半，无交叉重组

为追踪染色体分离，研究者开发了基于AmpliSeq的全染色体追踪方法，招募了一个父母来自不同族裔的家庭及其女儿，以及一位无关的精子捐赠者。通过全基因组测序，他们筛选出630个高置信度位点，可区分母源、父源体细胞染色体和精子同源染色体。

分析90个SCNT胚胎发现，45.6%的胚胎体细胞染色体未分离，其中大多数（39个）所有46条体细胞染色体保留在原核中，2个胚胎所有染色体被排入极体。在其余49个胚胎中，46条染色体的分离比例从3:43到23:23不等。排除8个部分分离的胚胎后，41个胚胎中，原核的平均体细胞染色体数为22.8±1，极体为23.3±1.3，表明分离大致均等。

进一步分析同源染色体分离模式：原核中正确分离的体细胞同源染色体平均为10.9±2.5，极体为11.1±2.4，范围从6到16。蒙特卡洛模拟随机分离23对同源染色体的预期值为11/11.5，范围6/7到16。模拟结果与SCNT胚胎观察到的分离模式统计相似，说明同源染色体分离是随机的，与经典减数分裂不同。染色体长度和形态（中着丝粒 vs 近端着丝粒）与分离频率无显著相关。唯一例外是8号染色体，母源同源染色体优先分离到原核，父源到极体。此外，所有分离的体细胞同源染色体均未检测到交叉重组。

胚胎染色体组成：体细胞与精子染色体整合

对9个卵裂期SCNT胚胎的单细胞分析显示，所有胚胎的姐妹卵裂球携带相同数量和来源的体细胞染色体。3个胚胎携带完整46条体细胞染色体（未分离），其余6个携带减少的染色体数（14-23条），包括母源、父源或两者混合，有些染色体对完全缺失。

对于受精+辅助激活的SCNT胚胎，分析3个囊胚的混合细胞DNA检测到总染色体数分别为49、28和27条。所有23条精子同源染色体均存在，而体细胞染色体的数量和来源各异。单细胞分析9个2-6细胞期胚胎发现，3个均匀，6个嵌合。均匀胚胎中，所有姐妹卵裂球染色体数量和组成相似，包含精子和体细胞染色体；嵌合胚胎中，卵裂球携带仅精子、仅体细胞或两者混合的染色体。

意义与展望

这项研究首次在人类SCNT卵母细胞中实现了实验性减数分裂样分裂，证明未复制的2n2c体细胞基因组可以 premature 进入中期，并在辅助激活后退出阻滞、分离染色体到原核和极体，平均保留23条体细胞染色体。体细胞和精子染色体可以整合到联合基因组中，早期胚胎分裂正常进行。

然而，与经典减数分裂不同，同源染色体分离是随机的，且无交叉重组。此外，SCNT胚胎常表现为非整倍体和嵌合体，囊胚发育率低（8.8%）。这些局限提示，要实现安全有效的IVG临床应用，仍需大量优化。未来，需要解决同源染色体配对和精确分离的机制，减少非整倍体，并确保表观遗传重编程的完整性。这项概念验证研究为无功能性配子患者带来了新的希望，但距离临床还有很长的路要走。