Science：探求哺乳植物体外配子产生

起源：本站原创 2021-10-07 22:22

2021年10月7日讯/100医药网BIOON/---哺乳植物的生殖细胞在雌性中分解为卵母细胞，在雄性中分解为精子。卵母细胞和精子交融造成受精卵，然后发育成新的个别，从而将其遗传和表观遗传信息通报给下一代。在发育进程中，生殖细胞颠末表观遗传重编程和表观遗传编程，在受精时得到万能性，以高保真度维持基因组信息，而且通过减数决裂重组发生基因组多样性。为了摸索生殖细胞在发

2021年10月7日讯/BIOON/---哺乳植物的生殖细胞在雌性中分解为卵母细胞，在雄性中分解为精子。卵母细胞和精子交融造成受精卵，然后发育成新的个别，从而将其遗传和表观遗传信息通报给下一代。在发育进程中，生殖细胞颠末表观遗传重编程和表观编程，在受精时得到万能性，以高保真度维持基因组信息，而且通过减数决裂重组发生基因组多样性。

为了摸索生殖细胞在发育进程中得到的这些共同功效的分子和体系层面的机制，曾经做出了年夜量的尽力。在这些尽力所得到的常识的根底上，过来十年来，应用多能性（pluripotent stem cell, PSC）在体外重修生殖细胞发育的研讨取得了显著停顿，这些多能包含来自植入前胚胎的胚胎（ESC）和通过转录因子诱导的重编程让体细胞发生的诱导性PSC（induced PSC, C）。这种称为体外配子产生（in vitro gametogenesis, IVG）的进程不仅为进一步摸索生殖细胞的发育机制提供了根底，也为新的医学利用发明了前景。

研讨停顿

小鼠PSC（mPSC）可被诱导为小鼠原始生殖细胞样细胞（mouse primordial germ cell–like cell, mPGCLC），即开创生殖细胞群体。通过将mPGCLC与小鼠胚胎卵巢体细胞一路培育（由此造成重修卵巢），重修了卵子产生，由此发生的卵母细胞发生了后辈。该体系提醒了卵母细胞发育的症结机制，包含在小鼠ESC中惹起卵母细胞样成长的转录因子。通过让小鼠胚胎睾丸体细胞与mPGCLC一路培育（由此造成重修睾丸），重修了小鼠原始生殖细胞（mPGC）到精原细胞（spermatogonia）的发育进程，由此发生的精原细胞在体外繁衍，在移植到睾丸后有助于精子产生。此外，在不使用卵巢体细胞的环境下，这种卵母细胞命运决议路径已被重修，从而提醒了表观重编程、卵母细胞命运决议和减数决裂进入的机制。

体外配子产生，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.aaz6830。

人类PSC（hPSC）被诱导成人类原始生殖细胞样细胞（hPGCLC），hPGC/hPGCLC特化的机制已被说明，并被证实波及症结的转录因子、它们的作用条理以及它们的调理线路，一切这些都与mPGC/mPGCLC特化的机制分歧。hPGCLC已被发现阅历了表观重编程，并通过与小鼠胚胎卵巢体细胞或小鼠胚胎睾丸体细胞（异种重修卵巢或重修睾丸）一路培育，别离分解成晚期卵母细胞或精原细胞前体细胞（prospermatogonia），为人类IVG树立了根底。近期，mPSC被诱导为完整可能支持基于mPGCLC的卵子产生的小鼠胚胎卵巢体细胞样细胞，为在人类和其他物种（包含濒危物种）中发生响应的细胞摊平了路途，从而无力地匆匆进了它们的IVG。

瞻望

小鼠IVG的观点验证和人类IVG的根本框架曾经树立，为摸索小鼠和人类生殖细胞的发育机制---包含那些在技术和伦理上都难以解决的发育机制---发明了机遇。IVG技术可以利用于包含濒危物种在内的其他植物，从而完成物种维护。完成人类IVG必要进一步的停顿，但将为和模拟不孕不育症、摸索其解救步伐和改良人工生殖技术发明能够性，从而推进生殖医学的倒退。人类IVG也可以扩大为生殖利用，但在这被以为是许可的之前，阐发必需包含对IVG衍生的植物模子---最好是灵长类植物模子---进行恰当的“正常性”评价，以及对hPSC和所发生的配子进行遗传和表观评价。一旦一切的技术成绩获得解决，在全社会范畴内讨论是否使用IVG衍生的配子进行人类生殖是至关紧张的，由于这种利用将改动咱们对人类来源和性命延续的懂得。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Mitinori Saitou et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.aaz6830.

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