怀孕怀不上?人造卵母细胞成现实, 科学家要用8个转录因子帮“造娃”

2020-12-19 10:58   来源: 互联网    阅读次数:3595

生活压力、环境刺激、事故……在全球范围内,各种因素导致不育率上升,特别是对许多想要孩子的夫妇来说。

但最新的研究可能是他们的新希望。科学家说,识别导致卵母细胞生长的转录因子将有助于生殖生物学,并可能帮助妇女解决生育问题。

一项研究带来了一项重大突破:一个由八种蛋白质组成的核心组可以在实验室将小鼠多能干细胞转化成看起来像未成熟卵子的细胞 -- 卵母细胞(卵母细胞)。

研究人员在当地时间 12 月 16 日的 "自然" 杂志上报道说,卵圆形细胞不能减数分裂,染色体总数可以减半,但可以由精子受精,然后分裂,直到达到胚胎发育的八个细胞阶段。

这意味着你可以直接从干细胞转化为卵母细胞。伦敦帝国理工学院的表观遗传学科学家 PetraHajkova 说:"我认为这很令人兴奋。" 她指出,这项研究将帮助研究人员探索卵母细胞发育的基本生物学。这项研究的合著者、日本九州大学(KyushuUniversity) 的 HamazakiNobuhiko 表示,这项研究可以帮助克隆濒临灭绝的动物,或者帮助患有线粒体疾病的妇女在未来拥有健康的孩子。

滨崎说,卵母细胞在人体中是一种罕见的细胞,人们对它们知之甚少,这促使他和他的同事们探索它们是如何发展的。

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过去的研究表明并记录了基因表达变化对早期生殖细胞(原始生殖细胞)向卵母细胞转化的关键影响。在此基础上,Hamazaki 和他的同事进行了基因表达分析,并确定了 27 种在基因转化中起作用的候选转录因子(ESCs)。

为了测试每种转录因子的功能,研究小组使用多能胚胎干细胞(ESCs),逐个敲除或灭活编码转录因子的基因。

制造击倒 ESC 要比制造击倒老鼠要容易得多,"Hamazaki 说," 尽管制造 27 种敲除 ESC 仍然是一项艰苦的工作。

我们发现了 8 种对卵母细胞发育至关重要的转录因子:NOBOX、figla、TBPL 2、SOHLH 1、STAT 3、DYNLL1、SUB 1 和 LHX 8。该小组随后培养了另一组胚胎干细胞,并过度表达了产生这些转录因子的基因,使其进入卵状状态。

人们认为卵母细胞是从生殖细胞发育而来的,但我们可以用非生殖细胞产生卵母细胞,"他解释道。" 一开始,我很惊讶我无法相信我的结果,所以我一遍又一遍地重复这个实验,当我得到同样的结果时,我终于被说服了。

在进一步的实验中,卵形细胞没有继续分裂成带有半条染色体的子细胞,这将使它们能够繁殖。但研究人员写道,当研究小组将野生型小鼠精子引入培养液时,卵母细胞在失去活力之前确实分裂成 8 个细胞,可能是因为它们有太多的染色体。

加州大学戴维斯分校(University OF California,Davis) 的细胞生物学家理查德·舒尔茨(Richard Schultz) 没有参与这项研究,他说,对一组核心转录因子的识别工作令人印象深刻,这些核心转录因子可以将胚胎干细胞置于一个看起来像卵母细胞的状态。

但卵圆细胞不经历减数分裂,因此不起作用,也就是说,这一阶段以后的进一步发育将受到影响。"这是向前迈出的一大步,但只有 95% 的成功。我们尚未获得 100% 的结果" 以了解进一步成熟生殖系卵细胞为卵母细胞和随后将一半染色体转化为活卵的必要因素。

虽然还没有发现减数分裂途径,但这项工作 "使我们能够产生大量的卵母细胞"。我们相信这项技术可以加速卵母细胞的基础生物学研究,而卵母细胞仍然是最神秘的细胞类型之一。

卵母细胞是非常独特的,因为它们有能力产生 200 多个高分化的细胞来创造一个个体,而这种能力的关键是在细胞的液态细胞质中填充复杂的物质混合物。

卵母细胞及其细胞质是如此不寻常,因此有可能通过用体细胞核取代含有 DNA 的卵母细胞核来 "创造" 一个新生命。

他解释说,这项工作可以改善动物的克隆,因为研究小组的技术产生了大量的卵母细胞。诱导的卵母细胞血浆没有任何异常,因此也可以用于线粒体疾病妇女的生殖技术。

孩子们从母亲那里继承疾病,但在使用从去核化干细胞中提取的卵母细胞后,它可能有健康的线粒体,作为感染母亲的卵母细胞的核载体。他指出,这可能是解决问题的另一种选择。这是一个长期的愿景,但它显示了这些卵母细胞如何发挥有用的作用。

目前,世界各地的科学家在治疗不孕不育方面取得了很大进展:除了人工卵母细胞外,除了人工精子外,哺乳动物的孤雌生殖 / 单独繁殖等也已变得遥不可及。

责任编辑:萤莹香草钟
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