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研究发现,卵巢干细胞或可助力不孕不育的治疗

发布日期:2019-03-13 13:58

大约13年前,生殖生物学家Jonathan Tilly的一项新发现,挑战着科学家们对女性生殖能力的已有知识。长期以来人们认为的哺乳类动物生来就带有固定数量的卵子,这一观念是错误的。

Tilly和他的同事发表了一项新的研究,明确表明,卵巢中的干细胞是女性生育谜题的关键所在,可通过获取干细胞,改进生育治疗方法。

研究发现,卵巢干细胞或可助力不孕不育的治疗
可通过获取干细胞,改进生育治疗方法
每个动物物种的雄性每次都可以产生新的精子。雌性蝇虫、鱼和鸟类也可以产生新的卵子。但是几十年来,生殖生物学上普遍接受的观念是,大自然并没有赋予雌性哺乳类动物同等的能力。

但是从进化的角度讲,这个结论说不通。“你有一定数量的用以繁殖的卵子,却在那里等着变陈腐。而在人类身上,这个等待的过程有几十年。”生物学教授Tilly表示,“进化界或者说大自然到底为什么要做这样一个决定呢?”

Tilly最开始是通过2004年发布在《自然》杂志上的一项研究来反驳这一观点的。该研究发现,小鼠卵巢内的一群干细胞支持着新卵子的产生。他的这项撼动经典的发现很快就遭受到科学界的广泛争议和质疑。

“我的实验团队一直以来都承受着外界的压力,”Tilly说。但是他没有气馁。随着世界各地的研究团队都开始在小鼠和其他哺乳类动物身上确认和重现Tilly的研究结果,Tilly开始探索这一现象在人类身上的真实性。在2012年,他做到了。研究发现,在小鼠身上找到的干细胞群也同样存在于育龄女性的身上,且功能相同——制造新的卵子。

Tilly的同行们持怀疑态度。“我们对研究成果进行了广泛的跟进。”他说,“很多人都特别怀疑这一结果,一直在寻找漏洞。”他8月30日最新发表在《自然》杂志“科学报告”栏目的文章是他8年工作的结晶,里面详述了三种不同的实验。其中一项实验确认了成年雌性小鼠能够,而且确实制造了新的卵子。

为了实现这一结果,Tilly和他的研究团队将能够产生卵子的干细胞从成年鼠的卵巢组织上分离出来。他们想要追踪细胞的变迁过程,以证明它们实际上在制造新的卵子、胚胎并最终在繁殖后代方面起了作用。

为了追踪这些细胞,研究人员对细胞进行基因改造,然后将基因改造过的细胞放回成年鼠的卵巢内。结果无可否认,新产生的卵子中的确含有改造过的细胞。

这印证了Tilly的观点,一种很罕见的卵巢干细胞在协助新卵子的产生。但是这些细胞有多重要呢?它们在总体可用的卵子中起到多大作用呢?Tilly研究的第二部分就是为了回答这些问题,量化干细胞的生物重要性。

通过采用一种叫做自杀基因技术的方法,研究人员可以根据情况杀死和复活细胞。Tilly将这种方法用在小鼠体内可最终形成新卵子的迁移细胞身上。这种方法允许Tilly关停新卵子的产生,观察对卵巢的影响。

“以这种方式想想,”Tilly解释说,“你有一个装满水的水桶,底部有一个插口,这个插口是开放的,每个小时大概释放10滴水。”这个桶就是卵巢,水滴则代表卵子。“现在在水桶的顶部也有一个插口,用来往桶中加水。如果每小时失掉10滴水,而只加入5滴水,那么每小时的净损失是5滴水,而不是10滴。而自杀基因技术是允许我们将顶部的插口全部关上,那么就没有水加进去,我们就可以看看如果没有新卵子这回事,那这个桶会多长时间变为空桶。”

Tilly的团队发现,小鼠每天生产大约60-70颗新的卵子,考虑到小鼠一生一共只有1000-2000个卵子,这个数字已经很多了。更重要的是,他们发现,随着小鼠年龄增大,它们的身体会慢慢关掉上面的插口。卵巢干细胞依然存在于体内,但是已经不起作用了。结果就是卵巢不再产生新的卵子。一旦所有卵子都耗尽,卵巢最终也就衰落了。

“据此我们可以得出结论,卵巢随着年龄增大而衰落的原因不是因为它不能再产生新的卵子,而是因为这些干细胞居住的环境已经破损。”Tilly说道,“所以理论上来说,想要卵巢发挥功能,不需要放更多的干细胞进去,只需要修复它们居住的房子。”

研究的第三部分也是最后一部分采用了叫做谱系追踪或命运图谱的基因技术。这是另外一种对体内干细胞进行追踪的方法。不同于将细胞取出来进行基因改造以作标记,利用这种方法,科学家们可以根据细胞的自我标记对其进行追踪。如果有人担心对细胞进行基因改造这种干预会使细胞活动不合乎自然规律,那么这种方法就可以消除这种顾虑了。

Tilly和他的研究团队得以在自然条件下追踪这些干细胞,确认了它们能制造新的卵子并产生健康的后代,此外,还确认了这些新生鼠宝宝会继续生育自己的健康后代。

这告诉了Tilly两件重要的事情,他解释说,“第一,成年期这些干细胞产生的卵子积极地丰富了正常条件下用来繁殖后代的卵子池。第二,那些由新生卵子而来的鼠宝宝都非常健康,且生殖能力健全,它们的后代也很健康,没有什么问题。”

这些卵巢干细胞的发现及对其功能的了解有着非常广泛的意义。其中一个可能就是,收集这些干细胞,创造不限数量的卵子。这对于不孕不育的女性来说,简直是大突破。体外受精或者叫IVF周期过程会通过激素类药物来促排卵,受多种因素的影响,很多时候并不能获得理想数量的卵子,尤其是35岁以上的女性,几率更低。

不孕不育是一个敏感的话题,Tilly尽量不夸大这项技术的前景。但他对此持“谨慎乐观”态度的。“我们还没有发展到那一步,”Tilly说,“但是我们正不断努力去实现它。”

莲花宝宝专家指出:这项技术有很大的前景,如果能够应用于临床结合体外受精技术可以极大的提高试管婴儿成功率。但目前来说,对于众多不孕不育的女性试管婴儿技术仍然是她们的最后救命稻草。