造福畜牧业的母牛授精胶囊

大多数瑞士奶牛都是通过人工授精的 Keystone

瑞士科研人员开发出一种能对母牛排卵周期作出反应的精子胶囊，从而能大幅提高农业经营者给奶牛授精的成功率。

据苏黎世联邦理工学院(ETHZ)的科研小组介绍，这项研究甚至可在日后经过调整，造福人类。

大多数瑞士奶牛都是通过人工授精的。虽然可以从奶牛的行为看出一些发情端倪，但只通过观察来推测排卵的准确时间并为之提前作好准备，却绝不是件容易的事。

在国内最大的公牛精子提供商瑞士基因学公司(swissgenetics)的倡议下，苏黎世理工的生物工程师们开发出了这种纤维素胶囊，它内含公牛精子和活细胞群，能对某种特殊机体信号作出反应。

数百个这种微小胶囊在母牛排卵前几日被植入其子宫内。胶囊中的细胞群会对排卵前后产生的黄体素作出反应，从而向卵细胞释放出精子。(详见右栏“工作机制”)

科研人员表示，农业经营者只需知道所饲养奶牛的发情周期，确定大概的排卵日期。这种胶囊给经营者们实施人工授精提供了3天的余地。

“它的好处在于放宽了人工授精的时机，”瑞士基因学公司副总裁乌利希·维奇(Ulrich Witschi)告诉瑞士资讯swissinfo.ch。

母牛卵子的存活期为24小时，而公牛精子能存活20小时左右。“我们必须使这两个环节基本同步。有了这种技术，就可以将之演化成产品。精子就会在(排卵的)同时得到释放。”维奇指出。

放牧者将会感到最大的改变。为牛群人工授精期间，牧人的工作量很大，他们要密切注意奶牛的排卵期。理论上讲，这种胶囊的应用可以节省农民的时间。

“很有前途”

瑞士农业经营者联合会(Swiss Farmers Association)对研究结果表示欢迎，但对最终产品与其它人工授精胶囊的差价比感到好奇。发言人托马斯·雅吉(Thomas Jäggi)称，尽管目前研究仍处于实验室阶段，但它“很有前途”。

“一旦这一新成果被付诸实践，将会提高农业经营者的牛群繁殖率，”他向瑞士资讯swissinfo.ch透露。

“要估算出对母牛实施人工授精的准确时刻并不总是易事。有了这种胶囊，公牛精子会在最佳时间得以释放，令母牛成功受精的把握变得更大。”

更早更安全的母牛妊娠也能帮助经营者节省开支，比如减少所需人工授精的次数，或是因无需测试与不育治疗而节省的兽医费用。

“因此我们欢迎该领域的研究与新成果，”雅吉申明。

仍需更多测试

研究尚在“原理论证”阶段，在16头母牛身上所做的测试显示受孕取得成功。下一步将进行短期体外实验阶段，以考察各种构成部分，随后会是牛群测试与大规模实地试验。

这种产品还用到基因改造细胞，对此该公司声称需要谨慎处理，以避免牵涉到瑞士农业政策的禁令。

虽然只是成功在即，苏黎世理工却已经为释放精子的机制申请了专利。

造福人类？

苏黎世理工将负责从事专利以内对人类的可能应用的所有研究，而瑞士基因学公司则持有开发动物用途的产品许可。

目前精子胶囊是按照母牛的荷尔蒙平衡与机理配制的。科研人员指出，他们还得修改基因组的多个构成部分及细胞群种类，以使之适用于其它哺乳动物，如马和人类。

苏黎世理工表示，可以使用专门针对某物种的细胞与荷尔蒙感受器，以对不同动物物种黄体激素的结构差异作出反应。

负责科研小组的马丁·富塞内格尔(Martin Fussenegger)希望找到工业界伙伴，以着手进行用于人类生殖医药的授精胶囊的开发。该大学无法自主研制达到所需标准的感应细胞。

他深信这一理念对人类具有“革命性”意义。

巴塞尔大学医院(University Hospital Basel)妇科内分泌及生殖医学科的克里斯蒂安·德盖特(Christian De Geyter)告诉瑞士资讯swissinfo.ch，他对研究很感兴趣，并计划联系苏黎世理工，以了解更多信息。

他提到，人类排卵的时间推算不是大问题，要更容易预测，也可用药物引导。但精子胶囊却可被用来冷冻少量精子。

“少量精子目前还不能作有效的冷冻贮藏，因为丢失的风险很大。假如我们能把它们装进细小的半渗透性胶囊，解冻后再找回它们就会容易得多。”

工作机制

苏黎世理工开发的纤维素胶囊内含公牛精子与活细胞群，并配以能对某特殊机体信号作出反应的附加基因组。

数百个这种微小胶囊在母牛排卵前被植入其子宫内，并在那里等待授精的最佳时机。

母牛体内在排卵前后产生的黄体素会激活基因组。血液中这种荷尔蒙的含量能在几小时内激增，并在排卵后恢复到正常水平。

精子胶囊中细胞群上的感应器对这种荷尔蒙很敏感，会在荷尔蒙增加时触发反应。

这时细胞群会形成纤维素，即一种能在内部溶解纤维素胶囊直到其完全分解的酶。精子细胞从而被释放出来，自动游向卵细胞。

这种胶囊体积非常细小，母牛根本不会察觉到。胶囊的植入仍可使用以前给母牛植入公牛精子的同一种塑料针筒。

(来源：苏黎世理工)

(译自英文：小雷)