研究人员在实验室成功诱导灵长类动物卵母细胞

人体中许多类型的细胞是通过分化过程产生的，其中干细胞被转化为更特化的类型。目前，研究人员在实验室(体外)控制干细胞的分化具有挑战性。特别感兴趣的是卵母细胞，它是发育成卵子的雌性生殖细胞。了解它们的发展可能会产生深远的影响，从不孕症治疗到濒危物种的保护。

由Mitinori Saitou博士领导的研究小组的一项新研究成功地从食蟹猴的胚胎干细胞中诱导减数分裂(分裂)卵母细胞，这些胚胎干细胞与人类具有许多生理特征。通过建立诱导减数分裂卵母细胞分化的培养方法，研究人员旨在阐明人类和其他灵长类动物的生殖细胞发育。这项研究的结果发表在EMBO杂志上。

该团队先前报道了诱导卵原细胞(卵母细胞前体)的条件，方法是将人类原始生殖细胞样细胞(hPGCLCs)与来自雌性小鼠胚胎卵巢的细胞聚集在一起，然后在气液界面条件下培养它们。同样，来自食蟹猴的PGCLC被诱导分化为卵原体，但没有进展为减数分裂卵母细胞。

为了克服这一障碍，将诱导的卵原体分离并用来自雌性小鼠胚胎卵巢的体细胞重新聚集并再次培养。

在这些新的培养条件下，成功诱导食蟹猴卵原分化为减数分裂卵母细胞，但其发育在减数分裂的第二阶段停止。单细胞转录组分析表明，体外(实验室)卵母细胞的转录组动力学与体内卵母细胞(我们体内)的转录组动力学相似。

研究人员还确定了体外和体内卵母细胞之间基因表达的差异，这表明体外卵母细胞发育的瓶颈可能导致体外减数分裂的停滞。

此外，通过进行全基因组甲基化组分析，作者发现诱导的卵母细胞在体外参与全基因组去甲基化过程，如小鼠和人类雌性生殖细胞发育所示。他们还注意到，去甲基化在父系和母系来源的X染色体中表现不同。

在体外诱导的人类卵原体中也发现了这些独特的甲基化动力学，这表明雌性生殖细胞发育的机制在灵长类物种中可能是相同的。因此，该培养系统可能可用作灵长类生殖细胞分化过程的模型。

当被问及他们的研究的潜在影响时，作者说，他们在雌性生殖细胞发育中重建多个步骤的方法可能有助于阐明灵长类动物卵母细胞发育的分子机制，并有朝一日可能有助于治疗生殖医学中受损的卵母细胞发育。

第一作者Sayuri Gyobu-Motani博士说：“我们希望我们的培养系统可以帮助保护濒危物种，并为其他具有长寿命的哺乳动物物种创建体外卵母细胞诱导系统。

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