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人类卵巢中首次发现生殖干细胞

2012年03月02日 浏览量: 评论(0) 来源:生物通 作者:佚名 责任编辑:lwc
摘要:男人只要活着便能够生成可供使用的精子,但大多数教科书上都写着,雌性哺乳动物生下来便携带了全部的卵细胞或卵母细胞,一生都不会变。

    男人只要活着便能够生成可供使用的精子,但大多数教科书上都写着,雌性哺乳动物生下来便携带了全部的卵细胞或卵母细胞,一生都不会变。然而从2004年开始,美国波士顿市马萨诸塞州综合医院的生殖生物学家Jonathan Tilly便试图挑战这一传统观点,提出在小鼠中――甚至还有人类――必定会有一种不间断的新的卵子资源。

  如今,Tilly和同事报告说,他们从成年女性的卵巢组织中分离出一些罕见的细胞,这些细胞能够在实验室中生长并最终形成不成熟的卵母细胞。这些潜在的卵干细胞有助于科学家开发出新的途径,从而帮助恢复那些经历了癌症治疗或是早绝经的女性的生育能力。但是对于可再生卵子的争论却远远没有结束。

  从上世纪50年代开始,生殖生物学家便认为,卵子的形成在哺乳动物胎儿发育到一半便告结束。例如,一个女婴在出生时大约携带了40万枚卵母细胞。从青春期开始,这些卵母细胞便以每个月经周期1000枚的速度成熟(每个周期中只有一枚成熟卵子会从输卵管中排出)。一旦卵母细胞供应匮乏,绝经便开始了。但是2004年,Tilly和同事发表的数据挑战了这一观念。他们发现,在小鼠中,为了保持卵子的供给,有太多的卵母细胞在每个月经周期中死掉。他们提出,新的卵子――据推测可能源自一种未经确认的干细胞――一定来自于别处。其他研究人员并不把他们的结论放在心上,认为其高估了卵母细胞死亡的比例。

  然而2009年,Tilly的成熟动物能够产生新的卵母细胞的想法从中国科学家那里得到了佐证。上海交通大学的生物学家吴际和同事报告说,他们从成熟的小鼠卵巢中分离出“雌性生殖干细胞”。

  但是类似的卵干细胞是否存在于人体卵巢中,或细胞在正常的生育和繁殖中起到了什么作用尚没有搞清。在2月26日发表于《自然―医学》杂志上的一篇论文中,Tilly及其同事报告说,他们改进了吴际的细胞采集方法,并在人体卵巢组织中找到了类似的细胞。Tilly的同事、日本琦玉县医学中心的Yasushi Takai采集了6位进行变性手术的女性的卵巢组织。这些女性健康且年轻――年龄介于22岁至33岁,并且全部同意用她们的组织进行相关研究。

  这些被Tilly称为卵原细胞干细胞(OSCs)的细胞极为罕见――大约每1万枚卵巢细胞中只有一枚。OSCs在实验室中生长迅速,并且在某些条件下能够自然形成在外观和分子结构上类似于卵母细胞的细胞。为了搞清这种细胞在卵巢中的表现,研究人员将经过遗传改造的OSCs和绿色荧光蛋白质(GFP)注入一片捐赠的人体卵巢组织中,并将其移植到一只小鼠的表皮下。当研究人员在一到两周后观察这些移植体时,他们发现了在中心具有未成熟卵泡――这里通常是用来发育受精卵的卵巢结构――的绿色卵母细胞。

  找到吴际所分离的细胞的人类版本让人“非常兴奋”,在英国爱丁堡大学从事卵母细胞发育研究的Evelyn Telfer说道。美国堪萨斯大学医学中心的David Albertini则表示:“作为一名卵子生物学家,这让我像充了电一样。”

  新华社供本报专电美国哈佛大学研究员提出新理论,年轻女性卵巢内存在少量能够分化形成卵细胞的“干细胞”。

  研究人员把卵巢移植到老鼠皮肤下,以获取血液营养。然后,通过卵巢“干细胞”所特有的表层蛋白质,研究小组锁定目标,继而“插入”呈绿色的识别基因,观察分化过程。蒂利说,两周时间内,发现携带绿色基因的卵细胞形成。

  现行学界观点认为,人体卵细胞自胚胎时期已经“确定”,当时形成的初级卵母细胞约200万个,随女婴一同“出生”,直至女性性成熟。彼时,大约40万个初级卵母细胞保留下来,在性激素刺激下“重启”繁殖复制。在女性每一个生理周期内通常仅1个卵母细胞分裂从而形成卵细胞,所有未能发育的卵细胞逐渐死亡。

  研究人员新发现可望为不孕症治疗带来新可能。不过,业内学者态度谨慎。堪萨斯大学生殖学中心主任戴维·阿尔贝蒂尼则认为,即便卵巢“干细胞”成功分化形成卵细胞,它们能否可以受精发育仍旧未解。

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。

腾讯科技讯(过客/编译)男人的特点就是只要他们活着就产生活动的精子,但是大多数课本说雌性哺乳动物生来就都伴有卵细胞或者卵母细胞,它们一直都有。然而在2004年波士顿麻省总医院的生殖生物学家乔纳森-迪利挑战了那个传统观点,他声称在老鼠中或许也在人类中一定有持久的新卵子资源。现在迪利和他的同事们公布了成年女人卵巢组织中的罕见细胞,这些细胞能在实验室生长并且形成不成熟的卵母细胞。这些潜在的卵子干细胞能够帮助科学家找到方法帮助那些经受癌症治疗或者遭受早绝经的妇女恢复生育能力。然而,关于可再生细胞的这个争论还远未结束。

自从二十世纪六十年代开始,生殖生物学家认为在哺乳胎儿发育中途就卵子停止产生。例如,一个小女孩生下来就估计有40万颗卵母细胞。从青春期开始,那些卵母细胞以每个月经周期大约1000颗的速度成熟。(每次循环只有一颗成熟卵子进入输卵管。)而且一旦这些卵母细胞供应不足,更年期就开始了。但是在2004年,迪利和他的同事公布了挑战那个观点的数据。他们发现在老鼠中,太多的卵母细胞在每个月经周期死去,为动物一生的生育力提供足够的卵子供应。他们提出:新卵子一定来自某处,或许来自未知的干细胞。其它的研究人员不接受这个团队的结论,认为这个团队彻底的高估了卵母细胞的死亡率。

然而在2009年,迪利的成年动物能够产生新卵母细胞的观点得到中国研究人员的支持。上海交通大学生物学家吴吉和他的同事宣称他们从成年老鼠卵巢分离出了“雌性生殖干细胞”。为了证实他们的试验,这个团队甚至从遗传学角度改变了假定的干细胞来制造绿色荧光蛋白(GDP),并且随后把它们注射到消毒老鼠的卵巢中。经过这样处理之后,那些雌性动物生下的幼崽发出绿光,证明那些注入的细胞生长成为成熟卵母细胞。

然而尚不清楚的是,是否类似的卵子干细胞存在于人类卵巢中,或者这些细胞在正常的生育繁殖中扮演什么角色。在今天《自然医学》杂志发布的报告中,迪利和他的同事们声称他们改善了吴吉的细胞收集方法而且从人类卵巢组织中发现了类似的细胞。迪利的同事Yasushi Takai工作于日本的埼玉医疗中心,他从六位变性手术后的女人身上收集了卵巢组织。这些女人是22到33岁之间的年轻又健康的女人,而且全部同意把她们的组织用于这个项目。

这些被迪利称之为卵原干细胞(OSCs)的细胞非常罕见,每一万颗卵巢细胞中仅有一颗。这些乱原干细胞在实验室生长的非常快,而且在特定的条件下自然的形成外形和分子结构类似于卵母细胞的细胞。为了了解这些细胞如何在卵巢中的表现,科学家们把设计的卵原干细胞注射到一块捐赠的人类卵巢组织中形成绿色荧光蛋白,并且随后就把这块组织植入老鼠皮肤之下。当移植一到两个周之后,它们被发现成为成熟的卵泡,它们的中心是绿色的卵母细胞。

在英国爱丁堡大学研究卵母细胞发育的伊芙琳-特尔弗说:“发现无分离的人类版本的细胞是非常让人激动的。”堪萨斯大学医学中心的大卫-阿尔贝蒂尼说:“作为一名卵子生物学家,我从中获得了动力。”

迪利解释说,源自人类乱原干细胞的卵母细胞还远未成熟无法受精,而且试图这样的体外授精试验需要特殊的道德监督。他和特尔弗已经计划合作来了解她的体外成熟卵母细胞技术是否对卵原干细胞衍生的细胞有效。在英国科学家们能够申请用人类细胞进行授精实验。阿尔贝蒂尼说,是否干细胞本身能够能够成为实验室生长的卵母细胞的一种资源尚不清楚。他指出培养的细胞几乎都总是导致细胞累计潜在的有害突变。

特尔弗和阿尔贝蒂尼都警告说,目前的试验不能说明表面的干细胞在正常卵巢中扮演什么角色。但是他们都认为研究实验室的细胞能够帮助研究人员更好的理解卵母细胞的未解之谜。阿尔贝蒂尼说:“我认为这是个伟大的模型,它能帮助我们接近理解这些惊人的细胞如何诞生以及如何发育。”

迪利拥有一项人类卵子干细胞专利,而且他成立了生物科技公司来探索借助细胞改善不孕不育治疗的方法。他说公司的研究人员将监视支持细胞生长和发育的化合物,而且他们将测试细胞中的化合物是否能够促使衰老卵子发育。

对不起,暂无资料。
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