驚人發現:異常胚胎仍可發育成健康嬰兒?
日期:2016-03-30 10:23:04
最近,劍橋大學研究人員進行的一項小鼠研究表明,在早期胚胎中的異常細胞,并不一定表明出生嬰兒有先天缺陷(如唐氏綜合征)。3月29日在《Nature Communications》雜志上發表的一項研究中,科學家表明,異常細胞會被淘汰,取而代之的是健康細胞,從而修復胚胎——而且在許多情況下可完全修復。
劍橋大學生理學、發育學和神經科學系的研究人員,報道了一個非整倍性的小鼠模型,其胚胎中的一些細胞,包含異常數量的染色體。通常,人類胚胎中的每一個細胞應該包含23對染色體(22對染色體和1對性染色體),但一些細胞可能攜帶染色體的多個拷貝,這可能導致發育障礙。例如,有的孩子出生時有三個21號染色體的拷貝,他們將患上唐氏綜合癥。
孕婦——特別是大齡孕婦,其后代患這類疾病的風險最大,在產前檢測中,可通過檢測來預測基因異常的可能性。在懷孕11周和14周之間,母親可能會接受次絨毛膜絨毛樣檢(CVS),這個測試包括,去除和分析來自胎盤的細胞。后面的測試,稱為羊膜穿刺術,包括分析胎兒脫落到周圍羊水中的細胞——這個測試更準確,但通常是在懷孕15周到20周期間進行的,此時胎兒正進一步發育。
這項研究的資深作者Zernicka-Goetz教授,在她孕育第二個孩子時受到自己經歷的啟發,開展了這項研究。Zernicka-Goetz教授說:“越來越多的女性生孩子的年齡在40歲以上,我就是其中一個,我孕育第二個孩子的時候44歲。”延伸閱讀:PLOS:高齡孕婦出生缺陷的分子機制;“高齡女性較易流產和出生缺陷兒”觀點被質疑。
當時,CVS測試發現,在連接她和胎兒的胎盤中,多達四分之一的細胞是異常的:發育中的胎兒也有異常細胞嗎?當Zernicka-Goetz教授在與遺傳學家討論潛在影響時,她發現,關于發育胚胎內含有異常細胞的胚胎的命運,我們還了解甚少。
對Zernicka-Goetz教授來說,幸運的是,她的兒子Simon出生時很健康,她說:“我知道,當Simon健康出生時,我是多么幸運和快樂。”
Zernicka-Goetz教授補充說:“許多孕婦,不得不根據一次檢測做出一個艱難的選擇,而這些測試的結果我們并不完全理解。如果四分之一的胎盤細胞攜帶基因異常,意味著什么?孩子會有細胞異常的可能性有多大?這是我們想要回答的問題。既然女人生孩子的平均年齡不斷上升,因此,這個問題就變得越來越重要。”
本文的另一位資深作者、惠康基金會Sanger研究所的Thierry Voet教授指出:“事實上,具有異常數量或異常結構染色體的異常細胞,曾在80 %到 90%的試管受精人類早期胚胎中觀察到過,CSV測試可能一定程度地揭示了這些異常。”
在威康信托基金會資助的一項研究中,Zernicka-Goetz教授和他的同事,通過將8細胞階段的小鼠胚胎——其中細胞是正常的,與細胞異常的胚胎進行混合,制備了一個非整倍性的小鼠模型。異常的小鼠胚胎相對來說不太常見,所以該研究團隊使用一個稱為逆轉素(reversine)的分子,來誘發非整倍性。
在這種胚胎中——正常細胞和異常細胞各占一半,研究人員觀察到,胚胎內的異常細胞被細胞凋亡(或程序性細胞死亡)殺死。這使得正常細胞接管過來,從而產生的胚胎其所有的細胞都是健康的。當細胞的混合是三個異常細胞與一個正常細胞時,一些不正常的細胞則繼續生存,但是正常細胞的比例有所增加。
Zernicka-Goetz教授解釋道:“胚胎有驚人的、修復自身的能力。我們發現,即使早期胚胎中有一半的細胞是異常的,胚胎也可能完全自我修復。如果在人類也是這樣的話,這將意味著,即使初步跡象顯示一個孩子可能有先天缺陷(因為其胚體中有一些異常細胞,但重要的是,并非所有的細胞都是異常的),事實情況可能未必如此。”
下一步,研究人員將試圖確定,完全修復一個胚胎所需的健康細胞的確切比例,以及消除異常細胞的機制。
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