基质自由三维卵泡培养系统显著提升小鼠卵母细胞减数分裂与发育潜能

为解决癌症患者生育力保存难题，研究人员比较了基质自由(NA)与水凝胶封装(ES/PEG)三维(3D)卵泡培养系统对小鼠次级卵泡发育的影响。研究发现NA系统能显著提高减数分裂中期II(MII)卵母细胞率(75% vs 33%)和体外受精(IVF)后2细胞胚胎率(47.7% vs 23.5%)，且卵丘细胞(CCs)基因表达更接近体内状态。该研究为优化人类辅助生殖技术提供了重要实验依据。

　　

在癌症治疗导致的生育力危机背景下，卵泡体外培养(IFC)技术成为青春期前女性患者的重要选择。然而传统二维(2D)培养系统存在卵母细胞质量低下、颗粒细胞异常分化等问题，促使研究者探索更接近生理状态的三维(3D)培养方案。比利时布鲁塞尔自由大学的研究团队在《Molecular Human Reproduction》发表的研究中，首次系统比较了基质自由非附着(NA)系统与两种水凝胶封装(聚乙二醇PEG和细胞外基质衍生ES水凝胶)对小鼠卵泡发育的影响，为临床转化提供了关键数据。

研究采用机械分离的小鼠次级卵泡(110-130μm)，分别培养于四种系统：传统附着(AT)二维培养、NA三维培养、ES水凝胶和PEG水凝胶。通过动态监测卵泡存活率、腔形成情况，结合激素检测(E₂
、AMH、抑制素B等)、卵母细胞减数分裂能力评估(MII率)、基因表达分析(Bmp15/Gdf9等卵母细胞标志物、Lhcgr/Cyp19a1等颗粒细胞标记物)以及胚胎发育潜能测试(IVF后囊胚形成率)，全面评价各培养系统的优劣。

卵泡生长与存活
所有系统均支持卵泡存活至12天，但PEG水凝胶的腔形成率(40.1%)显著低于NA系统(93.2%)和AT对照组(97.7%)。这种差异可能与PEG的生物惰性有关，提示单纯机械支撑不足以保证卵泡正常发育。

卵母细胞成熟能力
NA系统展现出显著优势：MII卵母细胞率达75±12.4%，与AT系统(77±12.6%)相当，但远超ES水凝胶(33.4±9.5%)。后续IVF实验证实，NA系统的2细胞胚胎率(47.7±17.6%)也显著高于ES组(23.5±9.3%)，但三组的囊胚形成率和质量无统计学差异。

基因表达特征
NA系统的卵丘细胞表现出最接近体内状态的基因谱：在GV期卵母细胞中，Lhcgr(黄体生成素受体)和Cyp19a1(芳香化酶)表达水平与体内对照组相当，而AT和ES系统则出现异常高表达。MII期卵丘细胞中，AT组的Ptx3(透明质酸合成相关)和Adamts1(细胞外基质重塑酶)表达显著失调，提示2D培养可能干扰正常的卵丘细胞分化程序。

激素分泌模式
NA系统呈现独特的激素特征：E₂
水平在D12(2693±692 ng/L)显著低于AT(6472±1024 ng/L)和ES系统(5124±987 ng/L)，同时抑制素B水平更高。碱性磷酸酶染色揭示这种差异可能与膜细胞(TCs)定位异常有关——NA系统中TCs嵌入颗粒细胞层内部，而其他系统中TCs正常分布于卵泡外围。

技术突破与局限
该研究首次将胚胎发育终点(囊胚形成率)纳入3D培养系统评价体系，并采用差异染色技术精确计数囊胚细胞数。但使用胎牛血清(FBS)可能影响结果的可转化性，且人类卵泡更大的体积和更长的发展周期需要针对性优化。

这项研究确立了基质自由NA系统在小鼠模型中的优越性，其简化操作流程和良好重复性特别适合临床转化。发现膜细胞定位与雌激素分泌的关联为后续机制研究指明方向，而基因表达数据为优化培养条件提供了分子靶点。未来研究需在大型动物模型中验证结论，并探索NA系统对人类卵泡表观遗传稳定性的影响，为癌症患者的生育力保存开辟新途径。