
研究人員發現了使得人類干細胞發育成卵細胞的一些步驟
導致不孕不育的原因——這大約影響了約10%的夫妻——通常是未知的,但在某些情況下或許是由于人體不具備產生配子——被稱為精子和卵子——的能力所造成的。有關人類“生殖細胞”發育的首個研究將有助于科學家搞清如何在實驗室中生成這些細胞。
盡管人類的生育年齡大約是15歲至45歲,然而當受精卵在母親的子宮中發育成一個很小的細胞球時,能夠形成人類精子或卵子的前體細胞便已經存在了。這個細胞球包含有“多能干細胞”——它就好像是一張白紙,能夠形成任何類型的人體細胞。并且研究人員希望能夠利用這些干細胞治療不同的疾病,其中就包括不孕不育。
但科學家一直對于人類配子的早期發育階段知之甚少——這緣于對人類組織進行研究的敏感性,并且這一領域的大多數工作都是用小鼠來完成的。在發表于12月17日出版的《自然—細胞生物學》雜志的一篇論文中,美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的研究人員跟蹤了6到20周的人類胎兒的生殖細胞早期發育情況,并分析了基因啟動和關閉的時間。
這些早期生殖細胞中的脫氧核糖核酸(DNA)攜帶有“表觀遺傳修飾”——這種結構變化并不會影響DNA序列自身,但卻會影響基因的表達方式。這些變化或許曾被積累于雙親的生命中,并且需要在胚胎階段被抹除。這項研究發現了兩個主要事件:抹除或重新編程,以及表觀遺傳修飾。大多數的重新編程發生在胎兒形成6周之前,但是研究人員發現,表觀遺傳修飾使得重新編程要在胎兒形成6周后才能夠完成。
“這對于了解人類生殖系細胞而言是一篇重要且基礎的論文,并且它找到了關于人類生殖細胞生物學的基礎信息。”英國愛丁堡大學的生殖生物學家Evelyn Telfer說,“研究人員在一個未知的領域進行了清晰的工作。”
洛杉磯的研究團隊所使用的不具名的樣本在經得同意后,來自于西雅圖市華盛頓大學生育缺陷研究實驗室的流產胎兒。
研究人員同時觀察到,在實驗室生成的6周大的生殖細胞與6周大的人類生殖細胞并不匹配,這意味著實驗室細胞的發育中存在著一些科學家至今未能理解的阻礙因素。
這項研究的合著者Amander Clark表示:“接下來,我們需要看一看在實驗室中誘導未成熟生殖細胞變成卵子或精子的過程中到底缺失了什么。如果我們沒有線路圖可以遵循,那么我們僅僅只能是猜測。現在我們獲得了一張這些細胞應該看起來是什么樣子的快照,從而使我們能夠開始嘗試以及模擬它們。”
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