Nat Medicine:生殖研究里程碑成果

【字体: 时间:2012年02月28日 来源:生物通

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  来自美国麻省总医院(MGH)Vincent生育科学研究中心的研究人员日前从育龄期妇女的卵巢中首次成功分离出可生成卵细胞的干细胞,他们证实这些干细胞能够生成与正常人类卵细胞或卵母细胞相似的细胞。相关研究论文发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志的三月刊上。

  

生物通报道  来自美国麻省总医院(MGH)Vincent生育科学研究中心的研究人员日前从育龄期妇女的卵巢中首次成功分离出可生成卵细胞的干细胞,他们证实这些干细胞能够生成与正常人类卵细胞或卵母细胞相似的细胞。这是自该研究团队于2004年在《自然》(Nature)杂志上发表论文首次证实雌性哺乳动物能够持续生成卵细胞直至成年之后,取得的又一项里程碑式的成果。相关研究论文发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志的三月刊上。

麻省总医院妇科Vincent生育科学研究中心主任Jonathan Tilly 说:“当前研究的主要目的是为了证明育龄期妇女卵巢中存在有生成卵母细胞的干细胞,新研究非常清楚地证明了这一点。我们在成年女性卵巢中发现了卵母细胞前体细胞,研究结果表明这些细胞能够生成具备全部正常功能的卵细胞,这一研究发现为开发出治疗妇女不育症,甚至延迟卵巢功能衰竭的前所未有的新技术开启了大门。

自上世纪50年代起,人们普遍相信雌性哺乳动物天生便具有有限供应的卵细胞,在生命过程中这些卵细胞被逐渐消耗,直至绝经期消耗殆尽。然而Tilly的研究小组在2004年对这一基础理论提出了质疑。在2004年和2005年分别发表于Nature和Cell杂志的论文中,Tilly等证实骨髓或血细胞移植可以重新恢复化疗导致生育力丧失的成年雌性小鼠的卵母细胞生成能力。这一研究成果当时在科学界引起了极大的争议。

近年来,来自世界各地不同研究小组的成果先后支持了Tilly的研究工作及结论。其中包括MGH-Vincent研究小组于2007年发表在《Clinical Oncology》上的一项成果,证实在化疗导致卵母细胞破坏后,接受骨髓移植的雌性小鼠成功地怀孕、并分娩出了后代。而没有接受骨髓移植的小鼠则无此能力。2009年,来自中国上海交通大学的一个研究小组在《Nature Cell Biology》上发表论文称他们不仅成功分离和培养出来自成年小鼠可生成卵母细胞的干细胞(OSCs),并证实将这些OSCs移植到接受卵巢化疗的雌性小鼠体内,可促使小鼠排出成熟卵母细胞,并成功受精,发育形成健康的后代。

Tilly表示尽管这些后续的研究也提供了研究数据证实成年雌性哺乳动物卵巢中存在可生成卵母细胞的干细胞,然而却都存在一定的局限性,遗留了一些问题。例如2009年《Nature Cell Biology》杂志的那篇论文中,研究人员采用了相对简略的方法来分离OSCs,这有可能会导致其他类型细胞的污染。为了解决这一问题,MGH-Vincent小组开发和验证了一种更精细的细胞分选技术,从成年人卵巢中分离出了无其他细胞污染的OSCs,并证实这些OSCs能够自发形成具有卵母细胞特性的细胞。在体外实验中,研究人员证实在培养皿中培育的这些卵母细胞与人类卵巢中卵母细胞具有相同的形态和基因表达模式。

Tilly研究小组表示当前他们正在致力于建立人类的OSC银行——不同于人类的卵母细胞,研究人员可以将这些OSC进行冻存和解冻,且不会造成损伤。基于此技术,将开发出大量有潜力的临床应用技术,例如鉴别出激素和因子促进人类OSCs形成卵母细胞,将来自OSCs的成熟卵母细胞用于体外受精,以及开发出其他技术改善IVF和其他生殖治疗等。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Oocyte formation by mitotically active germ cells purified from ovaries of reproductive-age women

Germline stem cells that produce oocytes in vitro and fertilization-competent eggs in vivo have been identified in and isolated from adult mouse ovaries. Here we describe and validate a fluorescence-activated cell sorting-based protocol that can be used with adult mouse ovaries and human ovarian cortical tissue to purify rare mitotically active cells that have a gene expression profile that is consistent with primitive germ cells. Once established in vitro, these cells can be expanded for months and can spontaneously generate 35- to 50-μm oocytes, as determined by morphology, gene expression and haploid (1n) status. Injection of the human germline cells, engineered to stably express GFP, into human ovarian cortical biopsies leads to formation of follicles containing GFP-positive oocytes 1–2 weeks after xenotransplantation into immunodeficient female mice. Thus, ovaries of reproductive-age women, similar to adult mice, possess rare mitotically active germ cells that can be propagated in vitro as well as generate oocytes in vitro and in vivo.

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