体外生殖的研究新进展

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一位研究人员在6月30日的欧洲人类繁殖和胚胎学学会（European Society of Human Reproduction and Embryology）第20届年会上说，植入母体前胚胎的纺锤体异常可能是许多人类胚胎发育早期出现染色体缺陷的主要原因。纺锤体是由细胞有丝分裂期间形成的帮助复制姐妹染色体均匀分布到两个子细胞中的纺锤丝组成的、具有两级（ bi-polar）的结构。伦敦Bridge生殖中心的Katerina Chatzimeletiou博士报告说，她的研究首次表明这种异常一直贯穿胚胎植前（pre-implantation）的发育过程中。

有丝分裂纺锤体相结合，让姐妹染色单体正确的移向细胞两极。这个过程的完整性被纺锤体组装检查点严密的监控，如果检查点机制发生缺陷，就可能导致异常的多倍体，这在许多人类肿瘤中都是常见的。

“荧光原位杂交（FISH）诊断技术利用荧光探针鉴定特定的染色体，运用这种技术已经发现了大量的染色体异常，其中包括植前胚胎染色体紊乱，”她说。“此前，研究人员相信这些问题的出现可能是由于操作技术上的问题，操作环境不能代表胚胎的真正状态。我们的工作已经表明事情并不是之前认为的那样。事实上，我们已经确定了导致体外受精的胚胎在植入母体前的染色体和细胞核异常的主要原因。”

细胞分裂是一个非常危险的事件，细胞分裂过程中，每一个染色体端粒必须与纺锤丝结合，由纺锤丝将46个染色体拉向细胞的中间排列在一条线上，然后将染色体拉向相对的两极。两极的纺锤体确保每个子代细胞都能有46条染色体的单个拷贝。Chatzimeletiou博士的研究组发现分裂中的胚囊期胚胎细胞的纺锤体含有两个以上的细胞极（三极或四极）。由于它们会将染色体拉向三个或更多的方向，因此在这些细胞中不可能平均地将46个染色体分隔给两个子代细胞。“这不可避免地导致了染色体紊乱，”她说。

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Chatzimeletiou博士及其在希腊和英国的同事挑选了185个分裂至囊胚期的人类胚胎并用标记物进行处理使研究人员能观察到微管，这种微管与细胞内的迁移运动和纺锤体有关。所有囊胚期胚胎至少有一个正常的纺锤体，但是23％的胚囊除了正常的纺锤体外还有一个异常的纺锤体。在胚胎更早的桑葚胚期观察到的异常比率更高（29％的纺锤体异常，而胚囊阶段为9％），还观察到有16％的胚胎出现染色体丢失，尽管这种状况通常与异常的纺锤体的形态有关，但一些正常的纺锤体也有染色体丢失。

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“我们认为多极的纺锤体归咎于中心粒的不正常复制，”Chatzimeletiou博士说。每个细胞含有一个中心粒，它能进行复制并移向两端细胞极，形成纺锤丝，从而形成一个两极的纺锤体。多极纺锤体最可能出现在那些细胞质分裂失败的细胞中，这些细胞会变成双核细胞或四倍体。这种异常细胞含有两个中心体并且如果它们进行同步或异步的复制就会形成三极或四极纺锤体。

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“由于异常的多极纺锤体而导致染色体异常细胞的积累，这是否会导致胚胎发育停滞（embryonic arrest 4 A5 U4 g5 O. o9 Z( p ），或者胚胎停滞是否细胞动力学故障和多极纺锤体背后的原因还需要进一步的调查，”Chatzemeteliou博士说。

“中心粒由精子遗传，因此我们希望以后能对来自男方不育患者的胚胎与来自患其它生育疾病的病人得到的胚胎进行纺锤体异常的比较。我们也希望能对在大量不同介质中培养的胚胎的细胞骨架进行研究，从而调查不同的培养条件是否会对纺锤体的形成产生影响。”此外，研究卵母细胞中的因子是否与纺锤体异常有关、以及能提高胚胎质量的高质量卵子所提供细胞质是否能够解决这种异常等问题也将非常有趣。

这项研究对病人的意义重大。“我们的工作对接受胚胎植前遗传筛查非整倍（aneuploidy，就是染色体数目错误）的病人非常重要，”Chatzimeletiou博士说。体外受精的胚胎在分裂到8细胞或者桑椹期，往往需要取出一个细胞进行这种遗传筛查，如果这个细胞没有出现染色体异常，那么这个胚胎就被认为是正常的胚胎，可以植入母体。“我们证明单个细胞活检的结果对整个胚胎来说并不一定正确，因为有嵌合体现象的存在。”嵌合体现象是指由单个受精卵发育而来的个体中存在两种或更多的细胞系，它们彼此间存在染色体数目或结构上的差异。

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对于接受胚胎植前遗传诊断（preimplantation genetic diagnosis，PGD)检查纯合隐性基因失调（homozygous recessive gene disorder ）的病人来说，如果在活检细胞中正好由于染色体装配失误丢失携带正常基因的染色体，那就可能被错误地诊断为携带者。另一方面，如果是一种显性失调症，父母其中一方携带显性疾病基因，活检细胞的染色体丢失就可能导致将有问题的胚胎错误地诊断为正常。

运用极化显微镜（polarising microscopy）确定胚胎的纺锤体是否异常将为更好地筛选胚胎提供一种强有力的、非破坏性的方法，从而提高植入的成功率。“不仅仅是防止纺锤体异常的胚胎植入，我们还希望以后有可能通过鉴定那些含有异常纺锤体并将他们从胚胎中移除的方法来挽救胚胎。这将确保有一个更大的胚胎存储空间和更高的移植成功率，”Chatzimeletiou博士说。

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半月

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谢谢楼主分享

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