摘要：目前，在實(shí)驗(yàn)室(體外)控制干細(xì)胞的分化是研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。特別令人感興趣的是卵母細(xì)胞，它是發(fā)育成卵子的雌性生殖細(xì)胞
人體中許多類型的細(xì)胞都是通過分化過程產(chǎn)生的，在分化過程中，干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為更專門的類型。目前，在實(shí)驗(yàn)室(體外)控制干細(xì)胞的分化是研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。特別令人感興趣的是卵母細(xì)胞，它是發(fā)育成卵子的雌性生殖細(xì)胞。了解它們的發(fā)育可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，從不孕癥治療到瀕危物種的保護(hù)。由Mitinori saiitou博士領(lǐng)導(dǎo)的日本研究小組的一項(xiàng)新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細(xì)胞中誘導(dǎo)了減數(shù)分裂(分裂)卵母細(xì)胞，食蟹猴與人類有許多共同的生理特征。通過建立一種誘導(dǎo)減數(shù)分裂卵母細(xì)胞分化的培養(yǎng)方法，研究人員旨在揭示人類和其他靈長類動(dòng)物生殖細(xì)胞的發(fā)育。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在2023年3月的《The EMBO Journal》上。
圖1 新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細(xì)胞中誘導(dǎo)了減數(shù)分裂(分裂)卵母細(xì)胞
該研究小組此前報(bào)道了誘導(dǎo)卵原細(xì)胞(卵母細(xì)胞的前體)的條件，方法是將人類原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞(hPGCLCs)與雌性小鼠胚胎的卵巢細(xì)胞聚集在一起，然后在氣液界面條件下培養(yǎng)它們。同樣，食蟹猴的PGCLCs被誘導(dǎo)分化為卵原細(xì)胞，但沒有進(jìn)展為減數(shù)分裂卵母細(xì)胞。為了克服這一障礙，從雌性小鼠胚胎的卵巢中分離出誘導(dǎo)卵原細(xì)胞并與體細(xì)胞重新聚集，然后再次培養(yǎng)。
在這些新的培養(yǎng)條件下，食蟹猴卵原細(xì)胞被成功誘導(dǎo)分化為減數(shù)分裂卵母細(xì)胞，但其發(fā)育停止于減數(shù)分裂第二階段。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析表明，體外(實(shí)驗(yàn)室)卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組動(dòng)力學(xué)與體內(nèi)(我們體內(nèi))卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組動(dòng)力學(xué)相似。研究人員還發(fā)現(xiàn)了體外卵母細(xì)胞和體內(nèi)卵母細(xì)胞之間基因表達(dá)的差異，這表明體外卵母細(xì)胞發(fā)育的瓶頸可能導(dǎo)致體外減數(shù)分裂停止。
此外，通過進(jìn)行全基因組甲基組分析，作者發(fā)現(xiàn)體外誘導(dǎo)的卵母細(xì)胞參與了全基因組的去甲基化過程，正如在小鼠和人類女性生殖細(xì)胞發(fā)育中所看到的那樣。他們還注意到，去甲基化在父親和母親衍生的X染色體中表現(xiàn)不同。在體外誘導(dǎo)的人類卵原細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了這些獨(dú)特的甲基化動(dòng)力學(xué)，這表明雌性生殖細(xì)胞發(fā)育的機(jī)制可能在靈長類動(dòng)物物種中是相同的。因此，該培養(yǎng)系統(tǒng)可作為靈長類動(dòng)物生殖細(xì)胞分化過程的模型。
當(dāng)被問及他們的研究的潛在影響時(shí)，作者說，他們重建雌性生殖細(xì)胞發(fā)育的多個(gè)步驟的方法可能有助于闡明靈長類動(dòng)物卵母細(xì)胞發(fā)育的分子機(jī)制，并且有一天可能有助于治療生殖醫(yī)學(xué)中受損的卵母細(xì)胞發(fā)育。第一作者Sayuri Gyobu-Motani博士說:“我們希望我們的培養(yǎng)系統(tǒng)可以幫助保護(hù)瀕危物種，并為其他長壽哺乳動(dòng)物物種創(chuàng)造體外卵母細(xì)胞誘導(dǎo)系統(tǒng)。”
參考資料：
[1] Sayuri Gyobu‐Motani, Yukihiro Yabuta, Ken Mizuta, Yoshitaka Katou, Ikuhiro Okamoto, Masanori Kawasaki, Ayaka Kitamura, Tomoyuki Tsukiyama, Chizuru Iwatani, Hideaki Tsuchiya, Taro Tsujimura, Takuya Yamamoto, Tomonori Nakamura, Mitinori Saitou. Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys. The EMBO Journal, 2023; 42 (9)
摘要：目前，在實(shí)驗(yàn)室(體外)控制干細(xì)胞的分化是研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。特別令人感興趣的是卵母細(xì)胞，它是發(fā)育成卵子的雌性生殖細(xì)胞
人體中許多類型的細(xì)胞都是通過分化過程產(chǎn)生的，在分化過程中，干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為更專門的類型。目前，在實(shí)驗(yàn)室(體外)控制干細(xì)胞的分化是研究人員面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。特別令人感興趣的是卵母細(xì)胞，它是發(fā)育成卵子的雌性生殖細(xì)胞。了解它們的發(fā)育可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，從不孕癥治療到瀕危物種的保護(hù)。由Mitinori saiitou博士領(lǐng)導(dǎo)的日本研究小組的一項(xiàng)新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細(xì)胞中誘導(dǎo)了減數(shù)分裂(分裂)卵母細(xì)胞，食蟹猴與人類有許多共同的生理特征。通過建立一種誘導(dǎo)減數(shù)分裂卵母細(xì)胞分化的培養(yǎng)方法，研究人員旨在揭示人類和其他靈長類動(dòng)物生殖細(xì)胞的發(fā)育。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在2023年3月的《The EMBO Journal》上。
圖1 新研究成功地從食蟹猴的胚胎干細(xì)胞中誘導(dǎo)了減數(shù)分裂(分裂)卵母細(xì)胞
該研究小組此前報(bào)道了誘導(dǎo)卵原細(xì)胞(卵母細(xì)胞的前體)的條件，方法是將人類原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞(hPGCLCs)與雌性小鼠胚胎的卵巢細(xì)胞聚集在一起，然后在氣液界面條件下培養(yǎng)它們。同樣，食蟹猴的PGCLCs被誘導(dǎo)分化為卵原細(xì)胞，但沒有進(jìn)展為減數(shù)分裂卵母細(xì)胞。為了克服這一障礙，從雌性小鼠胚胎的卵巢中分離出誘導(dǎo)卵原細(xì)胞并與體細(xì)胞重新聚集，然后再次培養(yǎng)。
在這些新的培養(yǎng)條件下，食蟹猴卵原細(xì)胞被成功誘導(dǎo)分化為減數(shù)分裂卵母細(xì)胞，但其發(fā)育停止于減數(shù)分裂第二階段。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析表明，體外(實(shí)驗(yàn)室)卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組動(dòng)力學(xué)與體內(nèi)(我們體內(nèi))卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組動(dòng)力學(xué)相似。研究人員還發(fā)現(xiàn)了體外卵母細(xì)胞和體內(nèi)卵母細(xì)胞之間基因表達(dá)的差異，這表明體外卵母細(xì)胞發(fā)育的瓶頸可能導(dǎo)致體外減數(shù)分裂停止。
此外，通過進(jìn)行全基因組甲基組分析，作者發(fā)現(xiàn)體外誘導(dǎo)的卵母細(xì)胞參與了全基因組的去甲基化過程，正如在小鼠和人類女性生殖細(xì)胞發(fā)育中所看到的那樣。他們還注意到，去甲基化在父親和母親衍生的X染色體中表現(xiàn)不同。在體外誘導(dǎo)的人類卵原細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了這些獨(dú)特的甲基化動(dòng)力學(xué)，這表明雌性生殖細(xì)胞發(fā)育的機(jī)制可能在靈長類動(dòng)物物種中是相同的。因此，該培養(yǎng)系統(tǒng)可作為靈長類動(dòng)物生殖細(xì)胞分化過程的模型。
當(dāng)被問及他們的研究的潛在影響時(shí)，作者說，他們重建雌性生殖細(xì)胞發(fā)育的多個(gè)步驟的方法可能有助于闡明靈長類動(dòng)物卵母細(xì)胞發(fā)育的分子機(jī)制，并且有一天可能有助于治療生殖醫(yī)學(xué)中受損的卵母細(xì)胞發(fā)育。第一作者Sayuri Gyobu-Motani博士說:“我們希望我們的培養(yǎng)系統(tǒng)可以幫助保護(hù)瀕危物種，并為其他長壽哺乳動(dòng)物物種創(chuàng)造體外卵母細(xì)胞誘導(dǎo)系統(tǒng)。”
參考資料：
[1] Sayuri Gyobu‐Motani, Yukihiro Yabuta, Ken Mizuta, Yoshitaka Katou, Ikuhiro Okamoto, Masanori Kawasaki, Ayaka Kitamura, Tomoyuki Tsukiyama, Chizuru Iwatani, Hideaki Tsuchiya, Taro Tsujimura, Takuya Yamamoto, Tomonori Nakamura, Mitinori Saitou. Induction of fetal meiotic oocytes from embryonic stem cells in cynomolgus monkeys. The EMBO Journal, 2023; 42 (9)
