體外培養卵細胞？這是什麼操作？
作者｜四郝學生
來源｜醫學界婦產科頻道
近日《MolecularHumanReproduction》報道瞭 Telfer 課題組的最新工作：他們從 10 名剖腹產產婦體內采集瞭 87 個卵泡，在實驗室成功使其發育為成熟卵子。也就是說，人類卵子成熟可能不再單純依靠女性本體，卵子可以在體外逐漸成熟，意味著女性不孕癥新的治療方案或將出現，為失去生育能力的女性帶來新希望。
體內卵泡發育過程是怎樣的？
卵泡發育是一個極為復雜的過程，主要包括卵巢周期前卵泡形成與發育和卵巢周期中卵泡發育與成熟。
卵巢周期前卵泡形成與發育
妊娠第 3 周，原始生殖細胞開始向生殖嵴遷移，妊娠第 6 周完成遷移。此時生殖嵴內的生殖細胞稱為卵原細胞，對誘導卵巢發育至關重要。妊娠第 8 周卵原細胞開始進入第 1 次減數分裂前期，成為初級卵母細胞。每個初級卵母細胞與單層來自生發上皮或卵巢網的梭形顆粒細胞和單層基膜組成始基卵泡。
卵巢周期中卵泡發育和成熟
從青春期開始，始基卵泡主要在下丘腦 - 垂體 - 卵巢軸的作用下進一步發育形成始基卵泡 - 竇前卵泡 - 竇狀卵泡 - 排卵前卵泡，最後形成成熟卵泡。
始基卵泡發育遠在月經周期起始之前，從始基卵泡至形成竇前卵泡需 9 個月以上的時間，從竇前卵泡發育到成熟卵泡經歷持續生長期（1~4 級卵泡）和指數生長期（5~8 級卵泡），共需 85 日，實際上跨越瞭 3 個月經周期。
胎兒期的卵泡不斷閉鎖，出生時剩 100 萬 ~200 萬個；兒童期多數卵泡退化，至青春期隻剩下 30 萬 ~40 萬個。女性一生中一般隻有 400~500 個卵泡發育成熟並排卵，僅占總數的 0.1% 左右，足可見成熟卵泡的重要性。
卵泡發育是一個以形態變化為特征的生長過程，同時伴隨著卵泡功能的分化。根據卵泡的形態、大小、生長速度和組織學特征，可將其生長過程分為以下幾個階段：
排卵多發生在下次月經來潮前 14 日左右，卵子可由兩側卵巢輪流排出，也可由一側卵巢連續排出。卵子排出後，經輸卵管傘部撿拾、輸卵管壁蠕動以及輸卵管黏膜纖毛活動等協同作用進入輸卵管壺腹部與峽部連接處等待受精。排出的卵子若受精，方能完成第二次減數分裂，同時排出第二極體，形成受精卵。排卵後 12~24 小時卵子即失去受精能力。
實驗室培養卵泡過程又是怎樣的？
研究人員在 10 名婦女行剖腹產手術時取下大小約為 5 mmx4 mm（厚度不等）的新鮮卵巢皮質組織並放入提前準備好的解剖介質中保存運輸，後進行以下四個步驟：
Step 1：組織制備和分離培養
切除受損的、出血的或過量的組織，把組織碎片扁平化並解剖成 1x1x0.5 mm3 的碎片。切除直徑＞40 μ m 的卵泡，以確保碎片中的卵泡是原始的、過渡性的或初級的。特定條件下培養瞭 8 天後，卵泡數量達到要求。
Step 2：卵泡分離和培養
對步驟 1 中得到的生長濾泡解剖，選擇瞭具有完整基底膜的濾泡。在添加瞭人重組激活素 A 和 rhFSH 中進一步培養 8 天，去除損傷或退化的濾泡。
Step 3：卵母細胞–顆粒細胞復合體的分離和培養
在特定壓力下從完整健康的卵泡中提取卵母細胞–顆粒細胞復合體（COC），然後在含有激活素 A 和 rhFSH 的膜上培養 4 天後獲得含有直徑＞100 μ m 卵母細胞的復合物。
Step 4：卵母細胞的體外成熟（IVM）
將直徑 >100 µ m 卵母細胞的復合物置於含 FSH 和 LH 的培養基中培養 24h 後，可看到極體和卵丘細胞的擴張。研究顯示中期 II 紡錘體和極體同時存在，證實瞭這些體外成長的卵母細胞獲得瞭減數分裂能力。
被 " 催熟 " 的卵子能否發揮正常功能？
通過對比，實驗室的培養使卵泡成熟的時間大大縮短（此研究缺乏卵子的遺傳分析數據），在實驗室培育卵子僅僅需要 22 天。人們不禁疑惑，被 " 催熟 " 卵子是否能正常行使功能，並且如果人工受精的話會不會存在一些未知的問題呢？
京都大學的幹細胞生物學傢 MitinoriSaitou（他的團隊創建瞭用胚胎幹細胞或幹細胞構建小鼠卵細胞的方法）指出，短時間人工催熟無法有效模擬體內花費數月時間才能達成的自然成熟過程。至於最後的卵細胞染色體能夠減半，他認為：
卵細胞一分為二後形成的極體細胞正常來講體型較小，而這項工作得到的極體細胞體型異常的大。這代表卵細胞可能還沒完全成熟。即使他們的報告是真的，我認為它還有很多部分需要改進。
Telfer 解釋：
卵細胞成熟更快是因為發育環境不含許多體內抑制信號。發育速度和極體大小差異都不是卵細胞有問題的證據。她和她的研究小組正在努力改進這一過程，並希望得到英國人類受精和胚胎學組織的批準，讓他們嘗試對實驗室培養的人類卵子進行受精，以創建人類胚胎。
實驗室培養卵子存在爭議。從現實角度看，卵子一直是困擾女性生育的重要問題，Telfer 科學傢的研究意義是重大的，可為失去生育能力的婦女提供希望。從另一角度看，該卵子經過受精發育後的胚胎是否健康又是值得研究思考的問題。
正如愛丁堡大學 Telfer 所述，她和她研究小組還在努力改進，實驗室培養卵子之路應用到現實還需要很長的路要走，我們祈盼這項技術的進一步成熟。
參考文獻：
[ 1 ] 孫理蘭 , 谷朝勇 , 潘慶傑 , 沈偉 . 原始卵泡形成與早期卵泡發育的遺傳調控 [ J ] . 生物技術通訊 ,2008 ( 01 ) :120-124.
[ 2 ] 沈鏗，馬丁，婦產科學（第三版），北京：人民衛生出版社，2015.
[ 3 ] McLaughlin,M.,Albertini,D.F.,Wallace,W.H.B.,Anderson,R.A.,& Telfer,E.E ( 2018 ) .MetaphaseIIoocytesfromhumanunilaminarfollicles growninamulti-stepculturesystem.MolHumReprod.
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