亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        干細(xì)胞向雌性生殖細(xì)胞分化的研究進(jìn)展

        2021-03-27 13:59:55馮子岑張?jiān)粕?/span>
        關(guān)鍵詞:小鼠研究

        張 帥,馮子岑,張?jiān)粕?/p>

        (天津市中心婦產(chǎn)科醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心,天津 300100)

        近十年來,世界范圍內(nèi)不孕癥發(fā)病率已由10%增加到15%[1],其中由于各種原因?qū)е碌穆殉苍缢?premature ovarian failure,POF)女性患者占不孕人群總數(shù)的1%~3%[2]。目前大多POF患者由于缺乏健康配子而無法生育自身遺傳學(xué)后代,僅有極少數(shù)患者依靠供卵及輔助生殖才能完成生育,而這又涉及倫理、社會(huì)傳統(tǒng)觀念等因素影響,因此限制了其在臨床上的應(yīng)用。最近越來越多研究顯示[3-5],在特定培養(yǎng)條件下可將小鼠多能干細(xì)胞(pluripotent stem cells,PSCs)誘導(dǎo)分化為卵母細(xì)胞,并具有正常受精、卵裂能力,目前已經(jīng)成功獲得健康子代小鼠出生。無疑,這一研究成果將會(huì)為渴望生育自己遺傳后代POF女性帶來巨大希望。本文就近年來國外關(guān)于小鼠和人類干細(xì)胞向雌性生殖細(xì)胞(female germ cells,FGCs)分化的研究進(jìn)展綜述如下。

        1 干細(xì)胞定義及來源分類

        干細(xì)胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞。根據(jù)其分化潛能不同[6],干細(xì)胞可分為全能干細(xì)胞(totipotent stem cells)、多能干細(xì)胞(pluripotent stem cells,PSCs)、專能干細(xì)胞(multipotent stem cells)和單能干細(xì)胞(unipotent stem cells)。

        1.1 全能干細(xì)胞 是指受精卵到桑椹胚時(shí)期的細(xì)胞,可分化成任何種類的細(xì)胞,并能發(fā)育成完整個(gè)體。

        1.2 多能干細(xì)胞 是指可以分化為任何一種組織類型、但不能分化為生物個(gè)體的細(xì)胞,主要包括胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)和誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)。

        1.3 專能干細(xì)胞 是指有能力在一個(gè)特定的譜系內(nèi)分化成所有類型的細(xì)胞,在機(jī)體發(fā)育、組織修復(fù)和保護(hù)過程中起著重要作用,如成體干細(xì)胞、臍帶血干細(xì)胞等。專能干細(xì)胞具有許多優(yōu)點(diǎn)和用途,目前主要被用于治療不同的疾病,如脊髓損傷、骨折、自身免疫性疾病等[6]。

        1.4 單能干細(xì)胞 主要是指組織特異性前體細(xì)胞,在體內(nèi)通常只能形成一種細(xì)胞類型,如造血干細(xì)胞、原始生殖細(xì)胞(primordial germ cells,PGCs)、卵巢干細(xì)胞(ovarian stem cells,OSCs)等。雖然目前關(guān)于卵巢上皮中是否存在OSCs仍存爭議,但最近越來越多的報(bào)道,包括小鼠、綿羊、兔、狨猴及人類等研究結(jié)果均表明卵巢上皮中確實(shí)存在極少量的OSCs[7]。

        2 生殖細(xì)胞的體內(nèi)發(fā)生

        哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞,包括精子和卵子均來自于共同的配子前體細(xì)胞-PGCs。

        小鼠PGCs最早發(fā)現(xiàn)于胚胎發(fā)育的第6.25日(E6.25),位于胚胎外胚層遠(yuǎn)端,隨后進(jìn)行分化、遷移并于E10.5左右到達(dá)生殖嵴[8]。人類PGCs最早發(fā)現(xiàn)于妊娠第3周末,位于卵黃囊內(nèi)胚層的背側(cè)壁,第4周時(shí)開始遷移,并于5~6周時(shí)遷移至生殖嵴[5]。PGCs到達(dá)生殖嵴后,依據(jù)其周圍體細(xì)胞不同的誘導(dǎo)信號(hào)而最終分化為精子或卵母細(xì)胞??傮w來說,哺乳動(dòng)物PGCs在向原始性腺遷移過程中經(jīng)歷了廣泛的表觀遺傳重編程,包括全基因組DNA去甲基化、基因印記清除、雌性失活X染色體的重塑及重新激活等[9]。

        3 各種干細(xì)胞向FGCs誘導(dǎo)分化

        3.1 ESCs向FGCs誘導(dǎo)分化 ESCs是一種來源于囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的多能干細(xì)胞,具有分化為體內(nèi)所有類型細(xì)胞包括生殖細(xì)胞在內(nèi)的能力。有關(guān)干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化的研究最早始于三個(gè)最初出版物的報(bào)道,即研究人員采用擬胚體(embryoid body,EB)培養(yǎng)方式[10-12],在體外將小鼠胚胎干細(xì)胞(mouse embryonic stem cells,mESCs)誘導(dǎo)分化成類卵原細(xì)胞或精子細(xì)胞,不僅具有與卵原細(xì)胞和精子相似的形態(tài)結(jié)構(gòu),還能檢測(cè)到生殖細(xì)胞相關(guān)的VASA、Sycp3、Dmc1和FE-J1等特異標(biāo)記物的表達(dá)。需指出的是,可能由于初期研究方法不夠成熟及其他條件的限制等,導(dǎo)致誘導(dǎo)分化的成功率一般很低,因此以上三個(gè)研究均未對(duì)其后續(xù)受精、胚胎發(fā)育能力做進(jìn)一步報(bào)道。

        此后,研究人員不斷對(duì)誘導(dǎo)培養(yǎng)方法加以改進(jìn)、優(yōu)化,證實(shí)了mESCs通過早期體外培養(yǎng)、后期移植到體內(nèi)發(fā)育相結(jié)合的方式可獲得不同發(fā)育階段的生殖細(xì)胞,進(jìn)而借助體外成熟、受精及移植后可獲得健康子代小鼠出生[13]。隨著研究不斷深入,有一結(jié)論被研究人員普遍接受,即由小鼠PSCs(主要包括ESCs和iPSCs)先經(jīng)歷培養(yǎng)至外胚層樣細(xì)胞(epiblast-like cells,EpiLCs)再生成原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞(primordial germ cell like cells,PGCLCs),然后將PGCLCs與性腺體細(xì)胞結(jié)合培養(yǎng)是目前認(rèn)為誘導(dǎo)mFGCs最有效的方法[14-15]。

        然而,也有研究人員對(duì)使用ESCs進(jìn)行科學(xué)研究操作持反對(duì)意見。Ciccocioppo等[16]認(rèn)為分離ESCs過程涉及到對(duì)囊胚的破壞,以及干擾胚胎發(fā)育過程是一種不道德行為。Sheikhansari等[17]也指出,一方面雖然ESCs是所有干細(xì)胞中最具有多能性、具有無限分化成各種細(xì)胞類型的能力;但另一方面,正是由于其有無限增殖的潛能,誘導(dǎo)分化過程同時(shí)可能導(dǎo)致畸胎瘤甚至癌癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此,考慮到以上倫理和安全等方面問題,ESCs在臨床上的應(yīng)用受到很大限制,特別是有學(xué)者在體外成功誘導(dǎo)出iPSCs后,研究人員也就慢慢忽視了其在干細(xì)胞研究中的使用價(jià)值,而逐漸轉(zhuǎn)向使用iPSCs作為替代來源進(jìn)行研究[18]。

        3.2 iPSCs向FGCs誘導(dǎo)分化 iPSCs是通過將外源特定基因或轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入已經(jīng)分化成熟的體細(xì)胞進(jìn)行重編程而形成的人工干細(xì)胞,具有與ESCs相似的發(fā)育潛能。2006年,Takahashi等[19]首次報(bào)道將Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四種因子導(dǎo)入小鼠成纖維細(xì)胞后成功誘導(dǎo)出前者來源的多能干細(xì)胞,即miPSCs。由于iPSCs來源廣泛,同時(shí)可避免因ESCs研究而帶來的倫理問題以及干細(xì)胞異體移植治療時(shí)存在的免疫排斥等問題,因此被越來越多的研究人員所重視,逐漸將其視為進(jìn)行ESCs研究的良好替代來源[20]。此后,不同研究人員對(duì)iPSCs進(jìn)行了更加深入的研究。

        最近,Hikabe等[21]采用“兩步法”培養(yǎng)策略,即向培養(yǎng)液中添加基礎(chǔ)成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)和激活素A先將iPSCs培養(yǎng)至EpiLCs,隨后在含BMP4、SCF、LIF、EGF培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)至PGCLCs。結(jié)果顯示iPSCs衍生而來的MⅡ卵母細(xì)胞具有正常受精能力,并能發(fā)育到妊娠足月??傮w來說,目前研究人員對(duì)iPSCs向生殖細(xì)胞的分化已做了大量研究,而且大多以小鼠動(dòng)物模型為研究對(duì)象。而將人類iPSCs誘導(dǎo)分化為FGCs仍具有挑戰(zhàn)性。因?yàn)樵谧匀粭l件下,由干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化是一個(gè)漫長過程,包括在子宮內(nèi)(囊胚階段)和胎兒體內(nèi)發(fā)育過程及具體調(diào)控機(jī)制,目前研究人員在體外尚且難以完全模擬上述發(fā)育過程[22]。而Dyce等[23]研究具體指出,由干細(xì)胞向生殖細(xì)胞誘導(dǎo)分化的步驟中,減數(shù)分裂是一個(gè)在體外難以概括的生物學(xué)過程。因此,研究人員一般采用由iPSCs與小鼠胚胎卵巢顆粒細(xì)胞重建的“異構(gòu)卵巢”共同培養(yǎng),且4個(gè)月后可分化成人類卵原細(xì)胞,并顯示出與體內(nèi)生殖細(xì)胞相似的分化特征。盡管如此,Yamashiro等[24]認(rèn)為,由于小鼠和人類之間存在種間差異,導(dǎo)致小鼠體細(xì)胞和hPGCs之間的信號(hào)傳遞不能完全兼容,因此無法完全支持人類卵子的發(fā)生。也就是說,異構(gòu)重組卵巢培養(yǎng)方法并不是人類配子發(fā)生的有效系統(tǒng)。因此,開發(fā)一個(gè)沒有異種組織的單倍體細(xì)胞生成系統(tǒng)可能是一個(gè)有效的解決方案,即可以通過hiPSCs誘導(dǎo)分化為hPGCLCs同時(shí),與另一hiPSCs分化來源的人卵巢顆粒細(xì)胞(代替小鼠顆粒細(xì)胞)共同培養(yǎng)而實(shí)現(xiàn)。然而,假如這種"創(chuàng)造性"的研究方案成功實(shí)施,即人工制造卵子用于受精、妊娠以及順利分娩,也就從本質(zhì)上繞開了人類正常的"兩性生殖"過程,是否會(huì)導(dǎo)致其他生殖倫理問題還需要研究人員保持警惕。目前有關(guān)iPSCs的研究還只是作為一種干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化研究的一種輔助平臺(tái),所以iPSCs在生殖研究領(lǐng)域能否發(fā)揮更多作用,還需科研人員進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。

        最近,Hamazaki等[25]研究發(fā)現(xiàn),添加Figla、Sohlh1、Sohlh2、Lhx8、Nobox、Taf4b、Yy1、Tbpl2等8種轉(zhuǎn)錄因子的培養(yǎng)液可將hPSCs直接轉(zhuǎn)化為卵母細(xì)胞樣細(xì)胞(oocyte-like cells,OLCs),無需經(jīng)歷先將其培養(yǎng)至PGCs、然后再分化為卵母細(xì)胞的過程。雖然研究中顯示OLCs具有正常受精及卵裂能力,但未能驗(yàn)證其是否能獲得活產(chǎn)。因此,這一成果是否具有推廣應(yīng)用研究的可行性,還需要更多的研究論據(jù)來支持。

        3.3 OSCs向FGCs誘導(dǎo)分化 自2004年Johnson等[26]首次報(bào)道雌性小鼠卵巢內(nèi)發(fā)現(xiàn)OSCs,至今十幾年來,關(guān)于小鼠和人類卵巢中是否存在OSCs以及對(duì)其分離、檢測(cè)的研究,不僅在生殖醫(yī)學(xué)、干細(xì)胞生理學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來了很大熱情,同時(shí)也導(dǎo)致了很多研究人員的懷疑和爭議。Johnson等[26]最初研究顯示,卵巢中存在直徑5~8μm的OSCs,并有“減數(shù)分裂”特異蛋白SCP3的表達(dá)。而Virant-Klun及其小組成員研究表明[27],卵巢表面上皮確實(shí)有OSCs的存在,但與Johnson等報(bào)道OSCs有所不同,因?yàn)檫@類細(xì)胞直徑僅為2~4μm,且其與ESCs有相似的DDX-4標(biāo)記物表達(dá)。有研究得出完全相反的結(jié)論,即Wagner等[28]對(duì)人類卵巢皮質(zhì)進(jìn)行單細(xì)胞分析研究,發(fā)現(xiàn)卵巢中有不同的細(xì)胞群,但沒有OSCs存在。但越來越多的研究表明[28],小鼠和人類卵巢中確實(shí)存在極少量OSCs。最近Bhartiya等[7]通過對(duì)不同學(xué)者的研究結(jié)果進(jìn)行匯總分析得出結(jié)論,小鼠和人類卵巢中應(yīng)該存在兩種不同類型的干細(xì)胞,即包括較大尺寸(直徑5~8μm)的OSCs(具有細(xì)胞質(zhì)OCT-4B)和較小尺寸(直徑2~4μm)、表達(dá)細(xì)胞核OCT-4A的極小胚胎樣干細(xì)胞(very small embryonic-like stem cells,VSELs)。并且Bhartiya還指出,圍繞是否存在OSCs的爭議,可能與不同研究人員分離細(xì)胞的技術(shù)程序不恰當(dāng)有關(guān)。進(jìn)一步研究認(rèn)為,VSELs可能是胚胎外胚層來源的PSCs,數(shù)量極少,繼續(xù)分化可產(chǎn)生包括OSCs在內(nèi)的組織特異性祖細(xì)胞。由于其在體外培養(yǎng)中表現(xiàn)相對(duì)靜止,因此也被認(rèn)為是卵巢中最原始的干細(xì)胞;而OSCs(表達(dá)FSHR3受體)在體外培養(yǎng)時(shí),則會(huì)經(jīng)歷快速分裂并能在其分化為卵母細(xì)胞前形成生殖細(xì)胞巢(germ cell nests)。

        最近,Silvestris等[29]從19例絕經(jīng)期和13例非絕經(jīng)期女性卵巢皮質(zhì)中分離出的OSCs體外研究結(jié)果顯示,來源于卵巢表面OSCs培養(yǎng)21天時(shí)可分化為成熟OLCs。隨后使用5號(hào)以及X染色體探針通過原位熒光雜交技術(shù)對(duì)其染色體的倍性含量進(jìn)行分析,結(jié)果支持OLCs為單倍體核型,由此證明了OSCs分化為OLCs的可行性。

        4 目前研究存在的問題

        對(duì)于干細(xì)胞向生殖細(xì)胞的分化研究,雖然研究人員已經(jīng)積累了十幾年的經(jīng)驗(yàn),但仍然存在很多棘手問題。首先,誘導(dǎo)分化成功率一直很低是主要問題[4,30](成功率通常<5%);其次,至今仍然缺乏一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模型和誘導(dǎo)分化方案。由上可知,目前用于研究的干細(xì)胞主要包括ESCs、iPSCs、OSCs以及VSELs等,由于不同來源的干細(xì)胞具有不同的分化潛能以及生長代謝機(jī)制,因此應(yīng)選擇哪種來源的干細(xì)胞進(jìn)行研究才能獲得最佳誘導(dǎo)效率,不同研究人員之間尚未達(dá)成共識(shí)。

        而Bharti等[18]認(rèn)為,相對(duì)于ESCs和iPSCs兩種來源的干細(xì)胞,OSCs和VSELs應(yīng)是最佳的誘導(dǎo)干細(xì)胞的材料來源。一方面,因?yàn)榍皟烧呔哂懈叨榷嗄苄?,因此其誘導(dǎo)分化過程導(dǎo)致畸胎瘤、癌癥的風(fēng)險(xiǎn)則會(huì)相對(duì)較高,所以選擇后兩種來源的干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)更為合適;而另一方面,由于OSCs和VSELs直接來源于卵巢組織,更具有向OLCs分化的自然傾向性,因此在最少的培養(yǎng)條件下就能容易地分化為OLCs,同時(shí)還能在一定程度上節(jié)約研究資源和時(shí)間。因此,從目前研究現(xiàn)狀來看,如何提高干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的成功率是亟待解決的首要問題,也是研究人員、臨床醫(yī)生以及尋求干細(xì)胞治療患者必須要面對(duì)的問題。

        5 展 望

        目前,世界各地的研究人員正在盡最大努力使誘導(dǎo)分化方案標(biāo)準(zhǔn)化,以期獲得更安全和更理想的分化效果。隨著醫(yī)療及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,干細(xì)胞再生與轉(zhuǎn)化技術(shù)必將日趨成熟,同時(shí)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為生殖細(xì)胞的成功率大大提高,進(jìn)而為卵巢早衰、癌癥放化療后嚴(yán)重?fù)p傷生育力導(dǎo)致的生殖細(xì)胞缺乏不孕夫婦患者,以及絕經(jīng)期后被內(nèi)分泌紊亂疾病所困擾的老年女性帶來更多的希望和生活信心。

        猜你喜歡
        小鼠研究
        FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究
        2020年國內(nèi)翻譯研究述評(píng)
        遼代千人邑研究述論
        小鼠大腦中的“冬眠開關(guān)”
        視錯(cuò)覺在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究
        科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
        EMA伺服控制系統(tǒng)研究
        米小鼠和它的伙伴們
        新版C-NCAP側(cè)面碰撞假人損傷研究
        Avp-iCre轉(zhuǎn)基因小鼠的鑒定
        加味四逆湯對(duì)Con A肝損傷小鼠細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用
        国产在线一区观看| 热99re久久精品这里都是精品免费 | 日本一区二区三区的免费视频观看| 国产在线av一区二区| 亚洲av无码专区亚洲av网站| 中文字幕人妻中文av不卡专区| 精品欧洲AV无码一区二区免费| av成人综合在线资源站| 久久久久亚洲av综合波多野结衣| 免费观看又污又黄的网站| 不卡a v无码在线| 亚洲成av人片极品少妇| 国产七十六+老熟妇| 黑人巨大videos极度另类 | 国产精品片211在线观看| 热热久久超碰精品中文字幕| 激情亚洲一区国产精品| 国产成人涩涩涩视频在线观看| 国品精品一区二区在线观看| 亚洲一区二区三区一区| 红桃av一区二区三区在线无码av | 吃奶摸下的激烈视频| 无码区a∨视频体验区30秒| 中文字幕综合一区二区| 久久久久久久综合综合狠狠| 国产精品6| 最新国产主播一区二区| 99re6在线视频精品免费下载| 一本色道久久99一综合| 久久青青草原国产精品最新片| 水蜜桃视频在线观看入口| 少妇扒开毛茸茸的b自慰| 欧美亚洲综合另类| 国产精品国产三级国产专区51区 | 国产熟妇人妻精品一区二区动漫 | 色欧美与xxxxx| 你懂的视频网站亚洲视频| 精品国产性色无码av网站| 高清国产日韩欧美| 国产精品国产三级国产不卡| 无码人妻精品一区二区三区东京热|