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Science發(fā)表卵子發(fā)育顛覆性發(fā)現(xiàn)
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Science雜志發(fā)表的最新研究表明，哺乳動(dòng)物卵子會(huì)在早期階段從未分化的姐妹細(xì)胞獲取關(guān)鍵細(xì)胞組分，這可能是理解卵子獨(dú)特屬性的關(guān)鍵。過去人們一直以為這種現(xiàn)象只發(fā)生在低等動(dòng)物中，這項(xiàng)研究顛覆了人們對(duì)哺乳動(dòng)物卵子發(fā)育的認(rèn)識(shí)。 在人類和其他動(dòng)物中，只有卵子能夠發(fā)展成為新的個(gè)體。女性一生只能生產(chǎn)少量的卵子，這是人類生殖能力的主要限制因素。理解卵子獲得發(fā)育潛力的過程，不論在基礎(chǔ)研究還是醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域都很有意義。 卡內(nèi)基科學(xué)研究所的Allan Spradling和Lei Lei認(rèn)為，當(dāng)哺乳動(dòng)物卵巢內(nèi)的一批生殖細(xì)胞聚集起來(lái)并且相互連通的時(shí)候，特定生殖細(xì)胞將獲得成為卵子的機(jī)會(huì)。類似現(xiàn)象存在于較為低等的動(dòng)物中，比如果蠅。果蠅大多數(shù)生殖細(xì)胞（哺育細(xì)胞）會(huì)把自己的細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)細(xì)胞中，幫助它發(fā)展成為卵子。 雖然哺乳動(dòng)物的卵巢也會(huì)發(fā)生這種生殖細(xì)胞聚集，但人們普遍認(rèn)為這一事件只是進(jìn)化留下的痕跡，并沒有實(shí)際的功能。為此，研究人員對(duì)小鼠進(jìn)行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)，小鼠卵巢內(nèi)相互連通的生殖細(xì)胞也在交換細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器，包括線粒體、高爾基體和中心體。 小鼠的生殖細(xì)胞簇一般有五個(gè)生殖細(xì)胞，其中四個(gè)將大部分細(xì)胞器轉(zhuǎn)移給第五個(gè)細(xì)胞，使其最終成為卵子。新細(xì)胞器合并在一起，形成了被稱為Balbiani小體的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)只存在于年輕卵子中，人們一直不清楚它的來(lái)源。研究顯示，如果姐妹細(xì)胞之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移被阻斷，基本上卵子就不能生成。這說(shuō)明哺育細(xì)胞與未來(lái)卵子的細(xì)胞器轉(zhuǎn)移是一個(gè)進(jìn)化保守的過程，應(yīng)該具有重要的功能意義。 那么，哺育細(xì)胞的這種犧牲對(duì)卵子有何幫助呢？研究人員指出，從姐妹細(xì)胞獲得如此多的細(xì)胞材料，有助于卵子啟動(dòng)生長(zhǎng)程序，發(fā)展成為哺乳動(dòng)物體內(nèi)最大的細(xì)胞。他們還認(rèn)為，這種轉(zhuǎn)移可能涉及了某些因子，“重編程”卵子的染色體，讓其具有發(fā)展成胚胎的潛力。Balbiani小體本身也可能通過生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或者激素支持卵子的發(fā)育。受損細(xì)胞器可以在轉(zhuǎn)移過程中移出，令卵子得到凈化。 2014年12月Weizmann科學(xué)研究所和劍橋大學(xué)的研究小組實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)創(chuàng)舉：他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中成功逆轉(zhuǎn)了人類細(xì)胞的時(shí)鐘，首次從多能干細(xì)胞獲得了精子和卵子的“始祖”——原始生殖細(xì)胞（PGC）。在胚胎發(fā)育的最初幾個(gè)星期，胚胎干細(xì)胞會(huì)分化為原始生殖細(xì)胞。幾年前，日本研究人員用小鼠iPS細(xì)胞生成了原始生殖細(xì)胞。但生成人類原始生殖細(xì)胞的嘗試一直沒有取得成功。（更多詳細(xì)信息參見：Cell里程碑成果：構(gòu)建人類原始生殖細(xì)胞） 2015年6月，日本研究人員在脊椎動(dòng)物中鑒定了決定生殖細(xì)胞是成為精子還是卵子的遺傳開關(guān)，foxl3。他們驚訝的發(fā)現(xiàn)，該基因喪失功能的雌性青鳉，卵巢中居然生成了精子。研究證實(shí)，這些精子功能正�？梢苑敝吵稣５那圜毢蟠�。（更多詳細(xì)信息參見：Science驚人發(fā)現(xiàn)：來(lái)自卵巢的精子） 基因突變會(huì)導(dǎo)致精子缺乏，造成男性不育。由于睪丸中缺少功能性的生殖細(xì)胞，這些患者無(wú)法通過輔助生殖技術(shù)（比如IVF）擁有自己的后代，恢復(fù)他們的生育能力是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。南京醫(yī)科大學(xué)、中科院動(dòng)物研究所的科學(xué)家們?cè)谶@一方面取得了重要突破。他們將細(xì)胞重編程和基因組編輯結(jié)合起來(lái)，成功讓缺乏精子的突變小鼠生成了功能性精子，并且擁有了自己的后代。（更多詳細(xì)信息參見：中國(guó)學(xué)者獲重要突破：精子缺乏也能繁衍后代） |
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