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突破试管婴儿成功率:克服碎片化胚胎篇
发布日期:2020-05-15 00:38 浏览次数:

  一直以来碎片化胚胎都是胚胎评级(DAY3)的重要指标,是胚胎发育潜力的重要表征,关于碎片化,比较肯定的是,广泛的碎片化胚胎是染色体异常的结果,比如非整倍体,而大多数的胚胎碎片化一直存在的假说是:碎片化胚胎和程序性细胞的凋亡或死亡有关。

  什么事程序性细胞凋亡

  首先程序性细胞凋亡是一种自我保护机制,并不总是坏事。

  当人体细胞被破坏或是受到损害发生改变,比如DNA损伤,那么机体的首要任务防止细胞在凋亡之前将损害因子传递给其子细胞,不能让错误继续复制下去,所以这是我们需要主动出击,让这些受损的细胞进入一种有序的自我死亡。在一般成年人的身体当中,平均每天會、会有上百万个細胞进行細胞凋亡。胞凋亡的主要目的是為了要移除在發育過程中不必要的細胞。

  哪些因素启动了细胞的凋亡程序?

  通常细胞凋亡程序的启动通常有两种模式,一种是外始途径,是当死亡配体(Death ligand)像是Fas 、TRAIL或TNF等跨膜蛋白所介导的;

  另外一种是:內始途径,是当細胞受到刺激,比如病毒感染、UV照射或DNA损伤等所引起的。

突破试管婴儿成功率

  对于碎片化严重的胚胎通常提示我们的是:

  首先,我们的细胞正在遭受破环

  其次,自我修复机制损伤或细胞程序失衡导致细胞过早的凋亡。破环因素这里不再强调,因为已经被无数次强调,这里我们分析一下修复机制或程序性细胞死亡的平衡。

  Sirtuins途径与DNA修复

  在生物体内,我们有一组蛋白负责受损DNA的修复,即Sirtuins家族,这组蛋白共有7个成员,分别存在于细胞质,细胞核及线粒体内,可激活核糖聚合酶PARP-1等DNA修复工具进行DNA损伤的检测及修复。实际上有研究认为,Sirtuins蛋白在卵母细胞、颗粒细胞和早期胚胎中作为氧化还原状态的传感器和守护者,发挥着重要的作用。它影响胚胎的发育、囊胚的质量、卵母细胞的成熟度、受精率等等。直接影响试管婴儿成功率。

  年龄越大,我们的修复能力越低,可能是胚胎碎片化增加的原因

  Sirtuins途径高度依赖辅酶NAD+,随着年龄的增加,人体中的NAD+的水平会下降,Sirtuins活性下降,人体发生衰老,女性生殖力下降是最典型的表症。随着年龄的增长,我们的细胞无法回收NAD +或合成新的NAD +。结果是到了40岁的时候,你身体中的NAD+大约只剩下你20岁时的1/3。

  另有一个有趣的发现是,在高龄试管人群的养囊液中,发现了更多的 游离 RNA,这证明高龄人群,碎片化更严重,而严重程度和细胞凋亡有关,提示细胞凋亡程序失衡。

  263个胚胎来自卵母细胞,这些卵母细胞来自≤35岁(平均:31.5岁,范围23-35)的女性,539个胚胎来自大于35岁(平均:38.4岁,范围:36–35)的女性。根据孕产妇年龄进行的DNA谱分析表明,高龄妇女产生的胚胎培养基具有更多的ds DNA(P = 0.0010)。以mtDNA分数表示(P = 0.0189,图 4),比年轻女性要多。相反,两组胚胎之间的gDNA含量没有显着差异(数据未显示)。产妇年龄会影响DNA向培养基中的释放,对于年龄大于35岁的女性生成的胚胎,发现碎片化,dsDNA(P = 0.0051,图4 C)和mtDNA含量(P = 0.0149,图4)之间呈正相关。

  碎片化胚胎导致线粒体损失,影响胚胎发育,导致胚胎丢失率增加

  另外,虽然碎片化是自我保护的机制,但是过度的碎片化,会损失我们的细胞器,其中一个很重要的问题就是我们会损失大量的线粒体。

  具体而言,严重的碎片化会导致整个卵裂球的丧失,单个卵裂球的细胞质的丧失或两者兼而有之,并耗尽胚胎必需的细胞器,例如线粒体。与无碎片的胚胎相比,碎片化的胚胎可能具有较低的线粒体DNA(mtDNA)水平和不同的线粒体分布方式。

  高龄女性发生与卵母细胞年龄相关的线粒体质量和数量的恶化。这些功能障碍以及其他与年龄相关的问题,包括染色体非整倍性和凋亡的发生,可能导致发育迟缓和植入前胚胎的停滞。产妇年龄也被认为是造成分裂加剧的潜在原因。研究发现随着孕妇年龄的增长和胚胎的分裂,mtDNA的消耗增加。值得注意的是,个体中的所有线粒体都是母系遗传的,并且在植入前的阶段其数量应保持相对恒定,因为直到植入后才开始复制。

  ”卵母细胞是最大的体细胞,含有大量的线粒体,具体而言含有10的5次方-10的6次方个线粒体DNA分子,精子中的线粒体很少能进入卵子,卵子中的线粒体功能和含量决定胚胎发育的潜能。“

  总结

  染色体异常和程序性细胞凋亡都会导致胚胎碎片化,程序性细胞凋亡更多的依赖生殖酶系统的正常功能,否则会导致过度的细胞损伤或过度的程序化凋亡,而导致过多的碎片化胚胎化。而多度的碎片化胚胎也会损失过多的细胞器,如线粒体。所以,卵子的线粒体质量和数量对于胚胎发育潜能尤为重要。那么线粒体置换技术是唯一的办法吗?当然不是,线粒体功能的恢复并不复杂,通常我们评估几组重要的辅酶功能同时配合卵母细胞线粒体数量提升也是一种提升胚胎发育潜能的方式。

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