外泌體與試管嬰兒

外泌體是人體細胞分泌的一種直徑在30-100nm之間的均一性膜性囊泡。目前的研究已經證實,外泌體也存在於卵泡液中,參與調控卵母細胞的發育,並影響胚胎質量。

外泌體與試管嬰兒

什麼是外泌體

外泌體首次被發現於1987年,是由Johnstone在研究網織紅細胞向成熟紅細胞轉變過程中發現的。外泌體的體積很小,普通顯微鏡下是看不到的,必須藉助電子顯微鏡才能一窺究竟。在電鏡下,外泌體通常顯示為扁平或者球形小體,具有特殊的杯狀結構。由於觀念及技術上的限制,在發現外泌體後的近20年時間裡,外泌體的研究鮮有進展。

直到2007年,科學家首次發現外泌體可以作為基因載體,攜帶mRNA和miRNA等遺傳信息,之後外泌體的研究逐漸受到重視。科學家們發現,不同類型的基因RNA可以藉助外泌體在細胞間進行傳遞,並能夠在新的環境中發揮作用,參與調控複雜的生理功能調控。

此外,外泌體表面表達粘附分子,可與特定的細胞外基質及細胞表面的配體相互連接,以提高局部區域的外泌體濃度。2013年,三位科學家因為發現細胞外外泌體囊泡運輸的調節機制而獲得了諾貝爾生理學或醫學獎,掀起了新一陣外泌體研究的熱潮。

外泌體與試管嬰兒

外泌體與卵母細胞發育的關係

卵泡液中含有來源於卵母細胞、顆粒細胞以及膜細胞的核酸、蛋白質、代謝分泌物、生長因子,以及不同細胞來源的各種外泌體。卵泡液中的這些物質通過血-卵屏障,進入外周血循環。

卵泡液是卵母細胞發育的重要微環境,其生化成分反應了卵泡的生理狀態。卵泡液中外泌體的研究有助於更好的理解卵母細胞與卵泡微環境之間的信號傳導及相互作用機制。科學家們通過檢測外泌體中RNA、蛋白質及細胞因子等成分,瞭解卵母細胞的生長髮育及代謝過程。

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外泌體中攜帶不同的RNA

外泌體中的miRNA是一類內生的、長度約20-24個核苷酸的髮夾結構小RNA,由單鏈RNA前體經過Dicer酶加工後生成。miRNA具有調節身體基因表達的一個重要功能。最新研究分析比較了血清和卵泡液中外泌體攜帶的miRNAs。

證實:①通過攜帶miR-99a,miR-100,miR-132和miR-218這些可以調控基因表達的物質,卵泡外泌體參與了卵泡成熟;②而通過攜帶miRNA-132,miR-212和miR-214,卵泡外泌體可通過降低抑制基因,觸發減數分裂的恢復;科學家還在動物模型中發現了來自馬卵泡液的外泌體可能與卵母細胞質量相關。外泌體中的miR-181A、miR-375和miR-513a-3p被確定為與年齡相關的卵母細胞質量下降的標誌。其他研究則發現來外泌體能夠支持卵丘細胞的擴張,對卵泡的成熟有直接的促進作用。

外泌體與試管嬰兒

02外泌體中含有不同的蛋白質/細胞因子

長期以來的研究已經證實:多種細胞因子參與調節卵細胞的增殖和分化、卵泡的閉鎖與存活、卵母細胞成熟等卵巢生理的調節。卵泡微環境內的一些細胞因子可以作為卵母細胞成熟的標誌物,用以預測試管嬰兒的妊娠結局。而這些細胞因子,很多來源於外泌體。

外泌體與胚胎質量聯繫

科學家們收集了接受體外受精(IVF)治療的40位女性的單個成熟卵泡的卵泡液,並對其中的754個miRNAs進行了研究,以分析卵泡液外泌體中的miRNAs與受精潛能及胚胎質量的聯繫。該團隊依據受精狀態(正常受精,異常受精,受精失敗)和胚胎質量將卵泡液進行分組,後對分組後卵泡液外泌體的miRNA表達水平進行了比價。

結果發現外泌體中miR-202-5p,miR-206和miR-1244在正常受精組中高表達,miR-766-3P,miR-664b則在優質胚胎和非優質胚胎中存在統計學差異,可能具有預示胚胎髮育潛能的作用。

外泌體與試管嬰兒

宜美總結

目前,我們對外泌體介導細胞間信號傳導的作用方式知道的的還十分有限,許多問題還需要進一步的研究。比如,除了miRNAs和lncRNAs,外泌體還能攜帶線粒體DNA及蛋白質,這些線粒體DNA及蛋白質又是以何種方式,發揮哪些作用呢?

相信,隨著科學技術的發展,總有一天我們能夠獲取所有外泌體的攜帶物信息,篩選出預測卵母細胞質量的生物標誌物,併為生殖疾病的準確診斷提供幫助。


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