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科学家在体外受精研究领域取得重大突破!

妙手生春 2023-07-05 16:04:11

2017年6月5日 为了改善辅助生殖技术的成功率,近日来自贝勒医学院的研究人员通过研究详细调查了成功植入胚胎的分子机制,胚胎的成功植入是女性生育的必要过程,研究者通过对动物模型进行研究发现,蛋白质滤泡抑素在建立子宫对胚胎植入的接受能力上扮演着关键角色,相关研究刊登于国际杂志pnas上,相关研究为后期研究人员深入理解胚胎成功植入的机制,并且开发新型动物模型研究人类胚胎植入失败的原因提供了新的基础和研究思路。

研究者表示,胚胎成功植入到子宫壁上是一项高度协调的过程,其中涉及了多种蛋白质的参与以及胚胎和母体之间的“交流沟通”;如果“交流”失败,胚胎就不会吸附到子宫壁上,这样新生命就不会开始发育。子宫中胚胎植入的复杂过程引起了很多科学家浓厚的兴趣,部分原因是因为如今体外受精的成功率仅为大约50%,更好地理解该过程对于科学家们有效提高体外受精的成功率至关重要。

这项研究中,研究人员通过对小鼠进行工程化修饰使其子宫中缺少蛋白质滤泡抑素,目的在于确定卵泡抑素对雌性小鼠生育力的影响。研究者说道,当胚胎移植后卵泡抑素非常关键,其能够促进子宫蜕膜化,也就是说,子宫的改变对于支持以及为胚胎提供养分非常重要;当蜕膜化开始发生时,卵泡抑素的水平就会上升,因此研究者想知道,在蜕膜化过程中剔除滤泡抑素基因后会引发什么后果出现。

相比正常小鼠而言,子宫中缺失卵泡抑素的雌性小鼠往往会生育出较少的幼崽和产出的窝数,对这些小鼠进行植入后的仔细评估后,研究者发现,胚胎似乎并不会吸附到这些雌性小鼠的子宫壁上,其会悬浮到子宫中,由于无法吸附到子宫壁上,因此这些胚胎并不会诱发子宫蜕膜化的发生。

研究者表示,卵泡抑素是对于小鼠胚胎成功植入非常重要的蛋白质,这项研究发现能够帮助我们开发出新型策略来改善辅助生殖技术中人类胚胎成功植入的成功率。我认为,胚胎的植入就好像一个黑匣子一样,小鼠模型是我们使用的一种非常有用的工具,其能够帮助我们解析黑匣子如何在人类机体中工作;本文研究同时也能帮助研究人员有效鉴别出诸如卵泡抑素等生物标志物,从而就可以告知科学家们在体外受精的过程中将胚胎移植入女性体内的最佳时间,这为改善胚胎移植的成功率或许意义重大。

2004-2014获得诺贝尔生理学和医学奖的女性

2014年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家约翰·奥基夫(JohnO'Keefe)、梅·布里特·莫瑟(MayBrittMoser)和埃德瓦尔德·莫塞尔(EdvardI.Mosel),表彰他们发现了构成大脑定位系统(GPS)的特殊细胞。(详见2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者介绍)。

2013年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓,由詹姆斯·E·罗斯曼、兰迪·舍克曼和德国科学家托马斯·朱德霍夫共同获得,他们的研究揭示了细胞如何组织运输系统的奥秘,即囊泡运输。(见:三位德行科学家分享2013年诺贝尔生理学或医学奖)。

2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者约翰·伯特兰·格登(JohnB.Gurdon)是一位英国发育生物学家。他主要以在细胞核移植与克隆方面的先驱性研究而知名,2012年与山中伸弥获诺贝尔奖生理学或医学奖。约翰·格登等人的实验就已经得知卵细胞质能重编程体细胞核。

2011年诺贝尔生理学或医学奖由三人共同获得:布鲁斯·贝特勒(BruceA.Beutler)和朱尔斯·霍夫曼(JulesA.Hoffmann),他们发现了先天免疫;拉尔夫·斯坦曼(RalphM.Steinman)发现了树突状细胞及其在获得性免疫中的功能(详见2011年诺贝尔生理学或医学奖),该奖项新鲜出炉。

2010年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典斯德哥尔摩揭晓。被誉为“试管婴儿之父”的英国科学家罗伯特·爱德华兹获“试管婴儿技术发展奖”。

诺贝尔奖委员会秘书长戈兰·汉森首先宣布了获奖者罗伯特·爱德华兹的名字,汉森说,爱德华兹的体外受精技术解决了一个重要的医学问题,即通过体外受精治疗多发性不孕症(详见:2010年诺贝尔生理学或医学奖归因于体外婴儿(ivf))。

2009年,诺贝尔生理学或医学奖授予美国加州旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本、巴尔的摩约翰·霍普金医学院的卡罗尔·格雷德、哈佛医学院的杰克·绍斯塔克和霍华德·休斯医学院,以表彰他们的发现。探讨了端粒和端粒酶保护染色体的机制。

2008年,诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗琳斯卡医学院宣布。德国学者哈拉尔德·祖尔·豪森和法国学者弗朗索瓦·巴雷·西努西、吕克·蒙塔涅尔共同获奖。他们分别在宫颈癌和艾滋病病因研究方面取得了突出成就。

2007年,诺贝尔生理学或医学奖授予马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和马丁·埃文斯。一系列突破性发现为“基因打靶”技术的发展奠定了基础,使研究单个基因在动物体内的功能,为相关药物试验提供动物模型成为可能。

2006年,诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛。他们发现了rna干扰的机制,rna干扰已被广泛用作研究基因功能的手段,并有望帮助科学家开发新的疾病治疗方法

2005年,诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里·马歇尔和罗宾·沃伦。他们发现幽门螺杆菌,胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡的罪魁祸首,彻底改变了世界对这些疾病的认识。

2004年,诺贝尔生理学或医学奖由美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克颁发。他们对气味受体和嗅觉系统的组织结构的研究做出了贡献,揭示了人类嗅觉系统的奥秘。


科学家首次让两只雄性老鼠产仔:男人生娃不是梦?

近日,一则“科学家首次让两只雄性老鼠产仔:男人生娃不是梦?”的话题引发网友热议。
据媒体报道,在英国伦敦召开的第三届人类基因组编辑国际峰会上,来自日本九州大学的林克彦(Katsuhiko Hayashi,音译)教授称,他们的团队已实现将雄性老鼠体细胞变成卵细胞,即将男性XY性染色体变成女性XX性染色体。林克彦表示,他们首次利用雄性小鼠的细胞培育出了有活力的卵子,从而使两只雄性老鼠“产”下了后代。
“雄性老鼠产仔”究竟是怎么回事?此项研究的突破与未来发展前景如何?伦理问题又如何避免?11日下午,红星新闻记者联系到东北师范大学生命科学学院博士生导师、副教授冯学超来解读这项研究。
相关新闻报道 截图自Nature
揭秘:
变雄性老鼠体细胞为卵细胞
两只雄性老鼠“产”下后代
随着基因编辑技术尤其是分子剪刀技术CRISPR-Cas9的普及,对于人类基因进行改造的伦理与道德争议越来越多。在这种背景下,美国国家科学院、美国国家医学院、中国科学院和英国皇家学会在华盛顿共同举办人类基因编辑国际峰会,探讨人类基因编辑技术带来的科学、伦理和社会问题。
在英国伦敦召开的第三届人类基因组编辑国际峰会上,来自日本九州大学的林克彦教授团队首次利用雄性小鼠的细胞培育出了有活力的卵子,从而使两只雄性老鼠“产”下了后代。通过梳理Nature的报道不难发现,该研究大致可以分为四个部分:
首先,团队将从小鼠体内分离出来的细胞体外培养,通过称为“细胞重编程”的技术将一般的细胞变成多功能干细胞(iPSC)。在这个过程中,一些细胞自发地丢失了Y染色体,这一步类似于遗传过程中的突变。
冯学超解释,在生物界的繁殖中分为有性繁殖和无性繁殖两种,其中有性繁殖比起无性繁殖最大的优势就是能够在进化过程中创造一种变异,“这是物种为了更好适应外界的压力而产生的。”
第二步是通过药物作用诱发这些丢失了Y染色体的细胞产生染色体加倍,产生了核型为XX的雄性小鼠细胞(雄性小鼠天然的性染色体为XY)。
然后,通过基因编辑技术,诱导细胞分化成卵细胞。可以理解成通过调整细胞这个机器运行所需的“程序”,使原本的干细胞转变成了卵细胞。
最后,用类器官(一种在培养皿上生长的,结构类似真实器官的细胞基团)培养该“卵细胞”,并用小鼠精子完成类似试管婴儿技术的体外受精。这些“受精卵”被移植到雌性小鼠的子宫内完成发育,产生幼崽。
“这项研究从原理上看,还是比较简单的,实际上就是对‘诱导型干细胞’的应用以及染色体的转换问题。”冯学超介绍。
此外,有网友对“母鼠背靠背跟公鼠缝在一起,共享妊娠期血液微环境”的实验操作表示不解,认为这样的话“两只公鼠产子”的标题有夸大的嫌疑。
图据Nature

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