世界上首次在“体外”培育出人类及猿猴胎儿卵巢的原始卵泡

如何在体外再现卵母细胞分化、卵泡形成？

京都大学8月1日宣布，通过以人类和食蟹猴为对象的研究，成功开发出了从胎儿卵巢的细胞培育出作为卵子来源的原始卵泡的体外培养法。本研究由该大学高等研究院人类生物学高等研究据点(WPI-ASHBi)的斋藤通纪据点长/主任研究者/教授(兼:同大学院医学研究科教授)，该大学院医学研究科的水田贤助教等的研究小组进行。研究成果被刊登在《生物医学杂志》的在线速报版上。

生殖细胞是唯一能够分化成卵子或精子，并通过融合产生下一代个体的细胞，在物种的保存和进化中扮演着极其重要的角色。雌性的情况下，所有生殖细胞在胎儿期开始减数分裂形成卵母细胞，显示出非常特征性的分化方式。此后，卵母细胞在形成原始卵泡后，在减数分裂过程中暂时停留。据悉，人类在青春期后重新开始减数分裂，进入最终的卵子形成过程。

到目前为止，研究小组在实验管内成功将老鼠多能性干细胞诱导为始原生殖细胞样细胞，并使其分化为具有正常产仔能力的精子和卵子。另一方面，以人多能性干细胞为起点的分化诱导，虽然成功地分化为始原生殖细胞样细胞，并培育出卵原细胞，但之后的分化为卵母细胞的过程，以及卵泡的形成过程却无法再现。在成人卵巢中，原始卵泡是卵子形成的来源，其体外重建被认为是促进理解人类雌性生殖细胞发育机制的必要技术。

猴子重建卵巢，免疫缺陷小鼠肾脏被膜下移植分化成卵母细胞，形成卵泡

这次的研究，首先以人类的模型动物灵长类的食蟹猴为对象进行实验，目标是开发从猴胎儿的卵巢来历细胞制作卵泡的技术。对猴子胎儿卵巢的分析结果显示，8周龄胎儿的生殖细胞全部为卵原细胞，之后逐渐开始减数分裂，8 ~ 10周分化为卵母细胞，18周龄时约半数生殖细胞明确形成原始卵泡。

接着，利用8周龄的胎儿卵巢细胞制作细胞凝聚体(重组卵巢)，移植到免疫缺陷小鼠的肾脏被膜下，约12周后发现重组卵巢内有大量卵泡形成。这个结果证明，在适当的条件下，猴子的重组卵巢在体外也能分化成卵母细胞，形成卵泡。

悬浮培养法培育的卵母细胞，显示出接近成年动物的基因表达状态

接着，研究了通过体外培养诱导猴子卵泡的条件。首先，用老鼠进行气相液相分界面培养法，猴子的重组卵巢无法维持其形态，6周后变得平坦，显示无法形成卵泡。因此，改用浮游培养法，通过对液体培养基的比较研究等，找到了最适合的培养条件，结果表明，能够长期维持猴子的重组卵巢，12周后能够诱导卵泡。

组织学分析、单一细胞基因表达分析的结果证明，在体外培养环境下，猴子的重组卵巢内也分化成与活体相同的卵母细胞，形成卵泡。另外，令人惊讶的是，得到的卵母细胞具有与食蟹猴成年卵巢中的卵母细胞相近的基因表达状态。

开发的培养法使人类卵泡形成成功，发现灵长类特异性卵母细胞发生机制

对相当于8周龄的猴子胎儿、怀孕11周的人类胎儿的卵巢细胞，尝试通过开发的培养法诱导卵泡。其结果，经过14周的培养期，人类重建卵巢内卵泡的形成(全部生殖细胞中的3%左右)被认可。通过各种分析，该卵泡经历了与活体相同的卵母细胞分化过程，得到的卵母细胞具有与成人卵巢中的卵母细胞相近的基因表达状态。由此，在世界上首次确立了利用包括人类在内的灵长类动物胎儿的卵原细胞培育卵泡的体外培养法。

另外，对通过这种新型体外培养法得到的人和猴子的卵母细胞，实施组织学分析·单一细胞基因表达分析的结果，在老鼠身上不被认可的灵长类动物中才存在的卵母细胞的发生机构被鉴定出来。

此外，研究人员还分析了鼠类、猿类和人类中保存的控制机制，特别是在卵母细胞发育过程中X染色体的控制机制，并进行了报告。

期待查明不孕症等生殖细胞相关疾病的病因并开发治疗

通过此次研究，首次成功将人、猴的卵原细胞分化为卵母细胞，并在体外重组卵泡形成过程。这将促进卵子遗传信息继承机制的研究，以及不孕症的原因查明以及遗传病发病机制的查明。研究小组说:“今后，将推进从人类原始生殖细胞样细胞分化诱导卵母细胞和卵子的技术开发。”

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