研究人員在實驗室成功地誘導了靈長類動物的卵母細胞

來源：作者：人氣：-發表時間：2023-05-30 10:05:00【大中小】

摘要：目前，在實驗室(體外)控制干細胞的分化是研究人員面臨的一個挑戰。特別令人感興趣的是卵母細胞，它是發育成卵子的雌性生殖細胞

人體中許多類型的細胞都是通過分化過程產生的，在分化過程中，干細胞轉化為更專門的類型。目前，在實驗室(體外)控制干細胞的分化是研究人員面臨的一個挑戰。特別令人感興趣的是卵母細胞，它是發育成卵子的雌性生殖細胞。了解它們的發育可能會產生深遠的影響，從不孕癥治療到瀕危物種的保護。由Mitinori saiitou博士領導的日本研究小組的一項新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細胞中誘導了減數分裂(分裂)卵母細胞，食蟹猴與人類有許多共同的生理特征。通過建立一種誘導減數分裂卵母細胞分化的培養方法，研究人員旨在揭示人類和其他靈長類動物生殖細胞的發育。這項研究的結果發表在2023年3月的《The EMBO Journal》上。

圖1 新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細胞中誘導了減數分裂(分裂)卵母細胞

該研究小組此前報道了誘導卵原細胞(卵母細胞的前體)的條件，方法是將人類原始生殖細胞樣細胞(hPGCLCs)與雌性小鼠胚胎的卵巢細胞聚集在一起，然后在氣液界面條件下培養它們。同樣，食蟹猴的PGCLCs被誘導分化為卵原細胞，但沒有進展為減數分裂卵母細胞。為了克服這一障礙，從雌性小鼠胚胎的卵巢中分離出誘導卵原細胞并與體細胞重新聚集，然后再次培養。

在這些新的培養條件下，食蟹猴卵原細胞被成功誘導分化為減數分裂卵母細胞，但其發育停止于減數分裂第二階段。單細胞轉錄組分析表明，體外(實驗室)卵母細胞的轉錄組動力學與體內(我們體內)卵母細胞的轉錄組動力學相似。研究人員還發現了體外卵母細胞和體內卵母細胞之間基因表達的差異，這表明體外卵母細胞發育的瓶頸可能導致體外減數分裂停止。

此外，通過進行全基因組甲基組分析，作者發現體外誘導的卵母細胞參與了全基因組的去甲基化過程，正如在小鼠和人類女性生殖細胞發育中所看到的那樣。他們還注意到，去甲基化在父親和母親衍生的X染色體中表現不同。在體外誘導的人類卵原細胞中也發現了這些獨特的甲基化動力學，這表明雌性生殖細胞發育的機制可能在靈長類動物物種中是相同的。因此，該培養系統可作為靈長類動物生殖細胞分化過程的模型。

當被問及他們的研究的潛在影響時，作者說，他們重建雌性生殖細胞發育的多個步驟的方法可能有助于闡明靈長類動物卵母細胞發育的分子機制，并且有一天可能有助于治療生殖醫學中受損的卵母細胞發育。第一作者Sayuri Gyobu-Motani博士說:“我們希望我們的培養系統可以幫助保護瀕危物種，并為其他長壽哺乳動物物種創造體外卵母細胞誘導系統。”

參考資料：

[1] Sayuri Gyobu‐Motani, Yukihiro Yabuta, Ken Mizuta, Yoshitaka Katou, Ikuhiro Okamoto, Masanori Kawasaki, Ayaka Kitamura, Tomoyuki Tsukiyama, Chizuru Iwatani, Hideaki Tsuchiya, Taro Tsujimura, Takuya Yamamoto, Tomonori Nakamura, Mitinori Saitou. Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys. The EMBO Journal, 2023; 42 (9)