真正的人造卵母細胞
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物通 / 2016-10-19 06:44:12
——科學家們第一次從培養(yǎng)皿干細胞生成了功能性小鼠卵母細胞
科學家們第一次從實驗室重編程小鼠胚胎干細胞（(ESCs）和誘導多能干細胞（iPSCs）中培育出了功能完整的卵母細胞。為理解卵子形成進程提供了新的藍圖，也為實現(xiàn)人體ESCs和iPSCs轉(zhuǎn)化提供了技術鋪墊。
就小鼠而言，卵母細胞的發(fā)育開始于原始生殖細胞(PGCs)，這大約需要6.5天的發(fā)育時間。雌鼠體內(nèi)的PGCs進入卵巢后，就開始減數(shù)分裂，形成初級卵母細胞，接著就是成熟階段。2012年，來自日本九州大學的KatsuhikoHayashi等人從小鼠的iPS細胞中培育出卵子（體內(nèi)需要5天時間），并使其體外受精后產(chǎn)下健康后代。最新這項研究則是在其基礎上，進一步擴展了他們的培養(yǎng)技術，實現(xiàn)從整個胚胎干細胞到卵母細胞分化的過程，這個階段在體內(nèi)大約需要30天時間。
Hayashi等人從任何一種干細胞類型開始，首先通過誘導幾個基因生成PGC樣細胞（PGC-like），然后將其與雌性性腺體細胞混合，創(chuàng)造出了體外“重組卵巢”。這些細胞會逐漸失去PGC標志表達，開始表達卵母細胞標記。
在培養(yǎng)基中生長了三周后，研究人員觀察到了減數(shù)分裂前期的初級卵母細胞，這一階段的一個關鍵要素在于添加一種雌激素抑制劑，令早期階段的卵母細胞體外形成卵巢卵泡。
研究人員再在培養(yǎng)基中加入促卵泡素和另外兩種因子，這樣細胞會分離出毛囊樣結(jié)構，卵母細胞繼續(xù)生長11天，組裝出全尺寸生發(fā)泡卵母細胞。在第三階段，成熟培養(yǎng)基中培養(yǎng)了一天的生發(fā)泡卵母細胞就會成為減數(shù)分裂-捕獲卵母細胞。
Albertini認為，“這一研究最終克服了體細胞環(huán)境下雌性生殖細胞發(fā)育的一個關鍵障礙”，似乎與胚胎微環(huán)境細胞之間的相互作用在移植過程中并不需要。這項研究一共完成了三次單獨的培養(yǎng)實驗，獲得了58個重組卵巢，和3,198個生發(fā)泡卵母細胞，其中28.9%能成熟進入減數(shù)分裂II階段。
“最令我感到驚訝的就是當我在重組卵巢中看到一叢次級卵泡和美麗的毛囊結(jié)構時，”Hayashi表示。
接下來為了檢測這些卵母細胞的質(zhì)量，研究人員分析了它們的染色體，其中78%具有正確數(shù)量的染色體。之后采用RNA測序方法，研究人員觀察比對了體內(nèi)卵母細胞和培養(yǎng)皿來源的卵母細胞的表達情況，結(jié)果表明有424個基因出現(xiàn)了或高或低的表達變化，尤其是線粒體功能的基因。
最后研究人員又將這些卵母細胞與野生小鼠精子進行體外受精，移植到雌鼠體內(nèi)，培養(yǎng)出了健康的，能正常發(fā)育的小鼠，不過它們相對于野生型小鼠體質(zhì)弱一些。
“體外培養(yǎng)卵母細胞的質(zhì)量有一些變化，因為人造卵母細胞只有3.5%能生成小鼠，而體內(nèi)的成功率則為60%，”Hayashi說。
但是最后生成的小鼠都很健康，也發(fā)育成了成鼠，不過目前要說應用到臨床還言之過早，“我們?nèi)匀恍枰M行更多的小鼠和非人類靈長類生物的基礎研究?！?
另外需要注意的是，這一技術的局限性在于需要來自小鼠的性腺體細胞，這會阻礙人類卵母細胞體外培養(yǎng)的可能性。
出自中國微生物菌種查詢網(wǎng)
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