干细胞可提高生育治疗的效果

哥本哈根大学研究人员领导的一项新研究发现，早期胚胎中一种异常多功能且具有再生能力的干细胞可能掌握着开发新的、有效的不孕症治疗方法的关键。这项发表在《细胞》杂志上的小鼠研究，题为“原始内胚层支持谱系可塑性以实现调节性发育”，为该领域开辟了新的视角。

怀孕是一个复杂的过程，需要精子在输卵管中找到卵子并使其受精。受精卵开始分裂，五天后发育成囊胚，最终发育成胎儿。然而，随着不孕不育问题日益普遍，越来越多的人开始寻求生殖技术。在丹麦，每八例怀孕中就有一例是此类病例。

尽管如此，此类手术的成功率仍然很低，仅为20%至30%，具体取决于女性的年龄和生育能力。如今，哥本哈根大学的研究人员取得了突破性进展，有望在未来带来更好的生育治疗方案。

“我们研究小鼠胚胎中被称为原始内胚层或下胚层（hypoblast）的细胞。我们发现这些细胞非常独特，能够形成自己的胚胎。这尤其令人兴奋，因为最近的一项研究表明，原始内胚层是胚胎中唯一一种在临床试验中与高植入成功率相关的细胞类型。” 该研究的学生兼第一作者玛德琳·林内伯格-阿格霍尔姆（Madeleine Linneberg-Agerholm）说道。

她补充道：“这些细胞通常为正常胚胎提供营养和支持，但当我们分离它们时，它们可以自己形成胚胎，这是一个非常令人惊讶的发现。”

研究人员还发现，实验室培养的原始内胚层干细胞在培养皿中能够高效发育形成被称为胚泡的“胚胎干细胞模型”。这些模型或将成为研发改善体外受精结果新药的重要工具。

该研究的资深作者约书亚·布里克曼教授说：“这对于改善目前的生育治疗尤其重要，因为可塑性和弹性可能是确保胚胎在实验室中以及转移到母亲体内时存活的关键。”

尽管这项研究是在小鼠身上进行的，但科学家们已经计划在人类干细胞上进行类似的研究。

原始内胚层作为“书签”

当胚胎开始发育时，它是一个单细胞，然后变成一个细胞簇，外部细胞成为未来的胎盘，内部细胞形成原始内胚层、未来的卵黄囊或外胚层，最终形成胚胎本身。

“囊胚发育的最后阶段是原始内胚层。如果去除原始内胚层周围的所有部分，它会以某种方式‘记住’如何形成胚胎，并能够自行完成。”布里克曼解释道。

“我们还发现，原始内胚层中的这些细胞能够记住如何生成其他类型的细胞，因为它们拥有转录因子，这些转录因子位于DNA上重要的调控序列（增强子），就像书签一样。这些转录因子通常不会发挥任何作用，但它们能够记住在出现问题时该如何处理。不妨把基因组想象成一本书。这些书签会提醒你生成其他类型细胞的说明在哪一页。”

缺失的环节？

研究人员希望他们的发现将有助于了解如何提高体外受精的成功率，并提供更多关于为什么有些人难以怀孕的见解。

“在女性难以受孕的情况下，原始内胚层缺陷可能是原因，因为它不仅提供营养，还可能在修复损伤方面发挥重要作用。这仍然只是一个假设，但值得注意的是，这种细胞类型是成功植入的如此有力的预测指标，”布里克曼说。

目前，研究人员致力于更好地了解原始内胚层的功能并改进现有的人类原始内胚层干细胞。

“我们认为这表明早期原始内胚层是一种能够在受损时再生缺失谱系的结构。由于我们已经创建了原始内胚层干细胞，研究它们以及指导它们的信号或许有助于改进体外受精治疗，”布里克曼补充道。