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卵子体外“催熟”,是否是女性不孕症的新希望?

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卵子体外“催熟”,是否是女性不孕症的新希望?

发布时间:2018-08-22

近日《MolecularHumanReproduction》报道了Telfer课题组的最新工作:他们从10名剖腹产产妇体内采集了87个卵泡,在实验室成功使其发育为成熟卵子。也就是说,人类卵子成熟可能不再单纯依靠女性本体,卵子可以在体外逐渐成熟,意味着女性不孕症新的治疗方案或将出现,为失去生育能力的女性带来新希望。
 
体内卵泡发育过程是怎样的?
卵泡发育是一个极为复杂的过程,主要包括卵巢周期前卵泡形成与发育和卵巢周期中卵泡发育与成熟。
 
卵巢周期前卵泡形成与发育
 
妊娠第3周,原始生殖细胞开始向生殖嵴迁移,妊娠第6周完成迁移。此时生殖嵴内的生殖细胞称为卵原细胞,对诱导卵巢发育至关重要。妊娠第8周卵原细胞开始进入第1次减数分裂前期,成为初级卵母细胞。每个初级卵母细胞与单层来自生发上皮或卵巢网的梭形颗粒细胞和单层基膜组成始基卵泡。
 
卵巢周期中卵泡发育和成熟
 
从青春期开始,始基卵泡主要在下丘脑-垂体-卵巢轴的作用下进一步发育形成始基卵泡-窦前卵泡-窦状卵泡-排卵前卵泡,最后形成成熟卵泡。
 
始基卵泡发育远在月经周期起始之前,从始基卵泡至形成窦前卵泡需9个月以上的时间,从窦前卵泡发育到成熟卵泡经历持续生长期(1~4级卵泡)和指数生长期(5~8级卵泡),共需85日,实际上跨越了3个月经周期。

胎儿期的卵泡不断闭锁,出生时剩100万~200万个;儿童期多数卵泡退化,至青春期只剩下30万~40万个。女性一生中一般只有400~500个卵泡发育成熟并排卵,仅占总数的0.1%左右,足可见成熟卵泡的重要性。
 
卵泡发育是一个以形态变化为特征的生长过程,同时伴随着卵泡功能的分化。根据卵泡的形态、大小、生长速度和组织学特征,可将其生长过程分为以下几个阶段:
 
排卵多发生在下次月经来潮前14日左右,卵子可由两侧卵巢轮流排出,也可由一侧卵巢连续排出。卵子排出后,经输卵管伞部捡拾、输卵管壁蠕动以及输卵管黏膜纤毛活动等协同作用进入输卵管壶腹部与峡部连接处等待受精。排出的卵子若受精,方能完成第二次减数分裂,同时排出第二极体,形成受精卵。排卵后12~24小时卵子即失去受精能力。
 
实验室培养卵泡过程又是怎样的?
 
研究人员在10名妇女行剖腹产手术时取下大小约为5 mmx4 mm(厚度不等)的新鲜卵巢皮质组织并放入提前准备好的解剖介质中保存运输,后进行以下四个步骤:
 
Step 1:组织制备和分离培养
 
切除受损的、出血的或过量的组织,把组织碎片扁平化并解剖成1x1x0.5 mm3的碎片。切除直径>40 μm的卵泡,以确保碎片中的卵泡是原始的、过渡性的或初级的。特定条件下培养了8天后,卵泡数量达到要求。 
 
Step 2:卵泡分离和培养
 
对步骤1中得到的生长滤泡解剖,选择了具有完整基底膜的滤泡。在添加了人重组激活素A和rhFSH中进一步培养8天,去除损伤或退化的滤泡。
 
Step 3:卵母细胞–颗粒细胞复合体的分离和培养
 
在特定压力下从完整健康的卵泡中提取卵母细胞–颗粒细胞复合体(COC),然后在含有激活素A和rhFSH的膜上培养4天后获得含有直径>100 μm卵母细胞的复合物。
 
Step 4:卵母细胞的体外成熟(IVM)
 
将直径>100 μm卵母细胞的复合物置于含FSH和LH的培养基中培养24h后,可看到极体和卵丘细胞的扩张。研究显示中期II纺锤体和极体同时存在,证实了这些体外成长的卵母细胞获得了减数分裂能力。
 
被“催熟”的卵子能否发挥正常功能?
 
通过对比,实验室的培养使卵泡成熟的时间大大缩短(此研究缺乏卵子的遗传分析数据),在实验室培育卵子仅仅需要22天。人们不禁疑惑,被“催熟”卵子是否能正常行使功能,并且如果人工受精的话会不会存在一些未知的问题呢?
 
京都大学的干细胞生物学家MitinoriSaitou(他的团队创建了用胚胎干细胞或干细胞构建小鼠卵细胞的方法)指出,短时间人工催熟无法有效模拟体内花费数月时间才能达成的自然成熟过程。至于最后的卵细胞染色体能够减半,他认为:
 
卵细胞一分为二后形成的极体细胞正常来讲体型较小,而这项工作得到的极体细胞体型异常的大。这代表卵细胞可能还没完全成熟。即使他们的报告是真的,我认为它还有很多部分需要改进。
 
Telfer解释:
 
卵细胞成熟更快是因为发育环境不含许多体内抑制信号。发育速度和极体大小差异都不是卵细胞有问题的证据。她和她的研究小组正在努力改进这一过程,并希望得到英国人类受精和胚胎学组织的批准,让他们尝试对实验室培养的人类卵子进行受精,以创建人类胚胎。
 
实验室培养卵子存在争议。从现实角度看,卵子一直是困扰女性生育的重要问题,Telfer科学家的研究意义是重大的,可为失去生育能力的妇女提供希望。从另一角度看,该卵子经过受精发育后的胚胎是否健康又是值得研究思考的问题。
 
正如爱丁堡大学Telfer所述,她和她研究小组还在努力改进,实验室培养卵子之路应用到现实还需要很长的路要走,我们祈盼这项技术的进一步成熟。


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