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成功从人类以及猴子的胎儿卵巢中体外培育出原始卵泡

日期:2022-11-15 14:19作者:admin

成功从人类以及猴子的胎儿卵巢中体外培育出原始卵泡
 
 
1.卵泡是什么?
作为生殖细胞的卵子,在人类体内是通过排卵而实现受精的。在排卵之前,在卵巢内被细胞包围成长。
首先,原始卵泡是一切的开始,原始卵泡的初级卵母细胞由颗粒膜细胞包围。从原始卵泡开始,通过初级卵泡、次级卵泡(前胞状卵泡)、成熟卵泡排卵。
为了适应排卵周期,很多卵泡开始发育,但通常只有一个卵泡会排卵。

卵泡从胎儿开始就存在于人的身体中。胎儿约有700万个,刚出生的婴儿约有200万个。发育到青春期后,数量会逐渐减少到20万到30万个。35岁后约有25000个,闭经的女性约有1000个。
前面说过,很多卵泡开始成长,其中一个会排卵,也就是说,一个月经周期大约会有1000个卵泡消失。
如果在这个机制中发生了什么问题,就会出现不排卵、卵泡不发育等现象,导致难以怀孕或不孕。因此,在不孕治疗的开发中备受关注。
为了理解生殖细胞,我们需要知道一些术语。

首先是卵原细胞。卵原细胞是存在于胎儿期极早期卵巢中的生殖细胞,是开始减数分裂之前的雌性生殖细胞。
减数分裂是精子或卵子形成时进行的细胞分裂形态。
细胞中染色体的数量是分裂前的一半,减数分裂过程的重组会形成具有新的遗传信息组合的染色体。
卵原细胞在胎儿期开始分化,成为卵母细胞。卵母细胞是处于减数分裂中的雌性生殖细胞,减数分裂完成后就会变成卵子。

2.成功人工培养卵泡
京都大学高等学院,人类生物学高等研究据点的斋藤通纪教授,水田贤助教等人,利用人和食蟹猴,成功开发了从胎儿卵巢的由来细胞制作成为卵子的原始卵泡的体外培养方法。
虽然该研究小组成功地从iPS细胞中构建出了卵原细胞,但还没有将单元细胞进一步分化成人类卵泡的体外培养方法。
研究团队以人类为模型,使用食蟹猴胎儿的卵母细胞,分析了猴胎儿卵巢来源细胞的体外培养条件。
 
结果,经过约3个月的培养期,确立了从猴子胎儿的卵巢细胞诱导卵泡的培养技术。
然后用食蟹猴的方法对人类胎儿的卵巢细胞进行实验,人类也同样成功诱导出卵泡。
对诱导的卵泡进行分析,发现其性质与人类成人卵巢中的原始卵泡相近,而且食蟹猴和人类的卵母细胞发育机制相同。
这个结果证明了食蟹猴今后在这个领域作为人类模型是有用的。
也就是说,通过研究食蟹猴,可以阐明人类生殖细胞的发生机制,查明不孕症等生殖细胞相关疾病的病因并开发治疗。

3.研究的细节
仔细看一下这次的研究内容,得到了很多对生殖细胞疾病的治疗方法有贡献的结果。
首先,作为人类的模型动物,同属于灵长类的食蟹猴被证明是有用的。
迄今为止,食蟹猴作为人类模型在很多研究领域被使用,在生殖细胞系列的研究中也被证明有用。
在研究中,首先以开发从猴子胎儿的卵巢来历细胞生成卵泡的技术为目标,从8周龄胎儿的生殖细胞全部是卵原细胞的状态开始。
在这种状态下观察过程,会发现细胞逐渐开始减数分裂,在8 ~ 10周内分化为卵母细胞。
 
到了18周龄,大约一半的生殖细胞形成了原始卵泡。
然后,使用8周龄胎儿卵巢的细胞,进行了细胞凝聚体,也就是卵巢的模拟重组处理。
将这种细胞凝聚体移植到老鼠的肾脏皮膜下,经过12周的观察,可以确认重建的卵巢内有卵泡形成。 
也就是说,从猴子的胎儿构筑的重组卵巢,只要条件合适,在小鼠体内也能分化成卵母细胞,并形成卵泡。
 
在小鼠体内获得成功后,接下来为了寻找完全人工培养方法诱导的条件而实施了探讨性培养,但是在小鼠卵泡培养中使用的气相、液相、分界面培养中效果不理想,重建卵巢无法维持其形式。
接着将培养方法转换为悬浮培养方法,对液体培养基等进行了比较讨论。
结果显示,在长时间内成功地维持了猴子的卵巢重组,12周后发现卵泡是可以诱导的。
通过组织学分析和基因表达模式的分析,在体外培养环境中,猴子的重组卵巢内也分化为卵母细胞,证明了卵泡形成的可能性。

4.用人类细胞也能成功
到目前为止,使用的是猴子的8周龄胎儿,下一步将尝试使用人类胎儿的卵巢细胞来形成卵泡。
使用来自妊娠11周的人类胎儿的卵巢细胞进行同样的实验,在14周的培养期之后,人类重建卵巢内发现了卵泡的形成。
就概率而言,所有生殖细胞中有3%形成卵泡。
 
进一步详细分析发现,人工诱导的人类卵泡经历了与活体相同的卵母细胞分化过程,得到的卵母细胞显示出与成人卵巢中的卵母细胞相近的基因表达模式。
这是世界上第一个从包括人类在内的灵长类胎儿的单元细胞培育卵泡的体外培养方法。
并且,通过分析在这个研究过程中得到的猴子和人类的卵母细胞,明确了与老鼠不同的卵母细胞的发生机制。
也就是说,明确了猴子、人类特异性、灵长类特异性卵母细胞的发生机制。
由于在猴子、人类、老鼠身上发现了共同的控制机制,研究小组在论文中发表了今后将老鼠、食蟹猴作为模式生物使用时的参考结果。
食蟹猴是主要生活在东南亚的猿类,与人类、黑猩猩、猩猩等人科灵长类在约2500万到3000万年前进化分离出来。
在使用灵长类动物的时候经常被作为模型动物使用,但是在这项研究中使用食蟹猴取得了很好的效果。
 
5.不孕治疗的巨大进步值得期待的结果
这项研究有望在不孕症治疗方面取得巨大进步。
能够人工诱导、培养卵泡,意味着卵母细胞、卵泡出现问题,导致难以怀孕或无法怀孕时,开发治疗方法有了目标。
发达国家少子化的原因并非只有一个,而是多种原因综合在一起造成的。其中,“想要孩子的夫妇不能要孩子”的不孕症也被认为是原因之一。
直到很久以前,也有无法明确确定患者不孕症原因的情况。

随着诊断方法和检查方法的进步,最近不孕症的原因已经相当准确地确定了,但是治疗方法的开发却相当困难。
但是iPS细胞出现以来,由于通过再生医疗解除不孕症的可能性提高了,治疗方法的研究开发也变得繁盛起来。
从支持这项研究的国家项目列表来看,可以理解国家对这项研究的期待,这项研究的未来趋势也值得关注。

 
本文由日文网站翻译而来,原链接:https://stemcells.or.jp/261-2/

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