人工卵巢帮助不孕女性


  布朗大学(Brown University)的研究人员利用组织工程方法创造了一个“人造卵巢”,他们希望有一天科学家们能借助这种方法在实验室中培育出卵子。

  在近期内,研究人员能够借助人工卵巢更好地探究环境毒素对生育的影响,以及提高人类生育能力的物质。它也有助于新形式的避孕用品的开发与卵巢癌的研究。据一篇发表在最近一期《辅助生育与遗传学杂志》(Journal of Assisted Reproduction and Genetics)上的论文称,进一步展望,人工卵巢还可以帮助那些因化疗、放疗或疾病而卵巢受损的女性。今天,妇女们分娩机会有限:要么是造成少量冷冻卵子的匆促体外受精周期,或者是冷冻卵巢组织,希望有朝一日健康的卵子终能发育成熟。

  史蒂芬·克罗茨(Stephan Krotz)是该论文的第一作者、撰写论文时为布朗大学研究生。他表示,一个人工卵巢可收获数千未成熟卵子,然后在实验室里随意地发育成熟。1000个妇女中就会有一个需要成熟卵子,这将为她们提供巨大的可能性。

  人工卵巢标志着研究人员首次成功地创建了一个三维环境,其中包含三个主要类型的卵巢细胞:卵泡膜细胞,颗粒细胞,和通常称为卵母细胞的卵子。该论文的主要研究人员是布朗大学妇产科教授兼罗德岛妇婴医院(Woman and Infants Hospital of Rhode Island)生殖内分泌及不孕科主任生桑德拉·卡森(Sandra Carson)。

  纽约西奈山医学中心(Mt. Sinai Medical Center )不孕科主任艾伦·B·科佩尔曼(Alan B. Copperman)说,要显示临床效益还需好多年,许多科学障碍有待排除,但卡森研究小组的研究潜力给他留下了深刻印象。“创造一种人工立体环境的想法,以及我们可以取出未成熟卵子,让他们成长发育成熟成可育性卵子的事实,真的令人相当兴奋,”他说。

  科佩尔曼说,人工卵巢可以作为一种模式,以帮助研究人员更好地了解卵巢老化过程及其众多研究的焦点。“如果我们能够建立一个可行的测试环境,那我们就可以学到更多东西来优化卵子,并辩别好的、差的卵子”。

  布朗大学研究人员的创新是采用蜂巢形模子来承载卵子。人类的卵子过大,没有某种支撑结构就无法成长。克罗茨说:“如果你想让卵子在培养皿里自我成长,那它基本上会自我崩溃”,他现为生殖内分泌学家、德州先进生育中心(the Advanced Fertility Center of Texas)生育专家。

  研究人员利用酶从人类组织中分离出卵巢细胞,倒入琼脂(一种凝胶状物质,通常从藻类中获取)做的模子中。然后不同类型的细胞,就聚集进蜂巢状的、由卵泡膜和颗粒细胞组成的结构。卵细胞或卵母细胞,被插入内部,并用激素浸洗,以刺激卵泡膜细胞产生出雄激素、颗粒细胞产生出雌激素。

  “我们采取了不同的策略,依赖于细胞固有的粘着性来驱使其自发组装”,布朗大学生物医学工程中心(the Center for Biomedical Engineering at Brown)联合主任、领导这方面研究的杰弗里·摩根(Jeffrey Morgan)说道。“在此无粘着力的环境中,细胞将彼此粘附,自发组装出一个三维结构,其形状与我们的培养皿一致”。

  研究人员认为,如果允许自组装,细胞会形成一个球体,但摩根表示,只要再给点小小的推动,他们还可以创制出更为复杂的形状。

  金·L·桑顿(Kim L. Thornton)是全美最大的生育中心之一——波士顿人工受孕医疗中心(Boston IVF)的生殖内分泌学家。她说,将需在女性卵巢中进行的所有活动挪到实验室进行再创造,这非常棘手。“与卵子发育成熟相关联的一个挑战是,很多局部的东西可能会影响卵母细胞发育成熟的能力”,她继续说,在实验室的培养皿中,“我们无法重复所有那些条件”。不过桑顿也说,布朗模式“很有趣,它肯定有前途”。

  卡森声称,既然研究团队已经创建出模型,她会回过去更严密地观察其运行。她希望能识别参与卵子成熟的各种蛋白质,并探究这些蛋白质是否可以被更改用作避孕手段。“理论上我们还可以找到一些东西,可能在卵巢癌的形成中至关重要”,她说。

  这项工作也可以用来测试诸如塑料和杀虫剂等日常用品以及药物的毒性作用 -- “我们也许能测试违背生育控制的任何东西”,卡森表示, “我们现在还没测试这些,但我认为这将是该模型的最强大的用法”。