科学家首次体外培养人卵泡样细胞，助力研究不孕症

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新华社北京6月13日电(记者于飞)清华大学科学家在世界上首次实现了体外诱导人胚胎干细胞分化为卵泡样细胞。这项研究将有助于提高辅助生殖技术，或提供一个体外模型，直接测试基因突变，研究疾病，如妇女卵巢早衰。

清华大学医学院教授季的这一研究成果于6月12日在国际权威学术期刊《自然-传播》上发表。

纪的研究小组表明，在外源因子(gdf9和bmp15)和内源基因(dazl和boule)的共同作用下，人胚胎干细胞可以分化为人卵泡样细胞。该研究为体外获得人类生殖细胞开辟了一条新途径。

马来西亚华裔科学家纪解释了这项研究的初衷，他说，与人体细胞不同的是，只有生殖细胞才能将父亲和母亲的遗传染色体传给下一代。在遗传过程中，生殖细胞经历独特的减数分裂和基因重组。生殖细胞如何调节所有这些过程？如何将上一代的基因传递给下一代，创造出多样化的基因组？每一代基因重组后，都有必要保持一定程度的保守性和一定程度的多样性。这种平衡是如何实现的？

"这是最吸引我去做生殖发育研究的地方."纪说:然而，研究人类生殖细胞的发育是非常困难的。

此前，科学家主要通过老鼠等动物研究生殖发育过程。然而，人类基因组与小鼠基因组有很大不同。虽然科学家在知情同意的情况下可以在临床上获得一些生殖细胞样本，但样本量非常小，经过分选后，只能获得几十个或几百个活性细胞。然而，分子实验和细胞实验通常需要数百万个细胞，这限制了相关的研究。

“我们需要建立一个进行实验的体外系统，并对生殖发育过程中的各种机制有深入的了解。因此，我们考虑用人类胚胎干细胞诱导其进入减数分裂，然后发育成成熟的生殖细胞，即精子或卵子。”纪说:

人卵泡样细胞体外分化系统流程图(由应答者提供)

纪的团队在2009年的《自然》杂志上发表了一篇文章，介绍了他们的研究成果:人类胚胎干细胞分化为原始生殖细胞和精子样细胞在世界上尚属首次。

尽管世界上其他科学家也做过类似的实验，但他们还没有将人类生殖细胞分化到如此成熟的阶段。2015年，英国科学家与以色列科学家合作，将原始生殖细胞与人类干细胞区分开来。2016年，日本科学家从小鼠干细胞中分化出类卵细胞。

继成功地在体外培养人类精子样细胞之后，纪的团队想知道人类卵巢和卵泡是否也可以在体外培养。

“卵泡由一个卵母细胞及其周围的许多颗粒细胞组成。体外诱导分化时能产生颗粒细胞吗？一开始我们担心不会成功。”纪说:

其中，寻找促进卵泡发育的生长因子非常重要。科学家发现，许多不同的生长因子在人类发展的每个阶段都发挥着重要作用。在细胞培养的哪个阶段加入什么样的生长因子，加入的时间和浓度，所有这些都需要一点尝试。

“我们很幸运。我们尝试了四到五种不同的生长因子，发现了gdf9和bmp15生长因子的组合。”纪的好运还包括他在香港的一次学术会议上遇到了一位美国生殖发育专家。他对纪的研究很感兴趣，并提供了他实验室生产的生长因子，比纪团队使用的生长因子更好，提高了实验效率。

实验者正在显微镜下观察胚胎干细胞。记者于飞照片

经过一年多的试验，纪的团队成功地在显微镜下观察到，由胚胎干细胞培养的颗粒细胞从单层生长到多层，包裹着卵母细胞样细胞，就像许多士兵包围着女王一样。

获得了这些细胞，只完成了三分之一的研究。该研究小组花了大约三年时间，用分子生物学和基因组学等多种指标来验证培养的细胞是否是滤泡。

“我们使用所有可用的科学指标进行比较。这些体外培养的细胞非常接近体内培养的细胞，但我们只能称它们为卵泡样细胞或卵泡样细胞。下一步，我们希望将实验效率提高一个数量级，并获得更多的毛囊样细胞。我们还希望培养更多成熟的窦卵泡，并验证它们是否具有卵子的功能。”纪说:

帮助不孕患者是这个研究小组的最终目标。“有些女性在35岁之前就已经绝经，她们不能生育。我们如何帮助这些卵巢早衰患者？我们也许能够通过体外生殖细胞实验来研究基因突变是否会导致不孕，以便我们能够利用医疗手段帮助这些患者，并有针对性地开发药物。”纪说:如果成熟的精子和卵子可以在体外培养，它也可以帮助那些根本不能产生精子或卵子的病人。

此外，贾逵的研究小组正在进行微重力条件下人类胚胎干细胞分化为生殖细胞的实验，研究空台环境对人类生殖的影响，并探索在空.台进行人类生育后代的可能性

点击以下链接:nature/articles/ncomms15680查看纪团队在《自然-通讯》在线发表的研究成果。

来源：搜狐微门户