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合作单位:中华医学会妇产科分会绝经学组
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J Assist Reprod Genet:以治疗为目标的人造卵巢器官即将进入人体试验

作者: 单位: 来源:生物通
2018-1-3 阅读

国际上有几支科研机构都在竞争或合作致力于完美人造器官(卵巢)创建。现在的焦点是进一步改善人类人工卵巢的结构、刚度和性能,已经有研究团队达到了可以开展人类女性人体测试的地步。

一旦癌症患者接受化疗或放疗,他们可能就再也无法生育。然而,约10%癌症新幸存者是40岁以下的育龄女性,科学家们正努力为这些年轻的癌症幸存者提供孕育孩子的机会——为她们创建人工卵巢。

如果这种器官被证明确实有效,它将给癌症幸存者、变性人(transgender individuals)以及其他原因导致生育推迟的人们带来真正的福音!

人造卵巢(artificial ovary)的最基本功能是容纳由卵细胞和滤泡细胞组成的细胞群体“滤泡(follicle)”。比利时鲁汶天主教大学(Université catholique de Louvain)从事动物繁殖研究的Christiani Amorim博士说:“我们的首要目标是重建适合滤泡生存的卵巢环境。”

国际上有几支科研机构都在竞争或合作致力于完美人造器官(卵巢)创建。此前有团队在小鼠体内成功组建了具有卵巢功能的合成器官。现在的焦点是进一步改善人类人工卵巢的结构、刚度和性能,已经有研究团队达到了可以开展人类女性人体测试的地步。

12月13日,Amorim和同事在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》报道,一种发现于血液凝块脚手架的纤维蛋白基质,可适当地平衡血纤维蛋白原(fibrinogen)和凝血酶(thrombin),是构建人造卵巢的理想材料,该混合物塑造出了非常像天然卵巢的结构。

人造老鼠卵巢的基质是复杂的,但它的耐久性足以帮助小鼠排卵,并生下健康的幼崽。


Amorim的同事比利时鲁汶天主教大学的Marie-Madeleine Dolmans表示,(为规避潜在的伦理道德争议)当前的研究重点主要针对癌症患者。为了保护女性癌症患者的卵巢,今后医生和患者可以选择在治疗过程中将卵巢转移到辐射区外,或先移除和保存,待癌症治疗结束后再将卵巢组织移植回来。这项最新技术使患者有机会获得一个具有功能的新卵巢。

Dolmans解释道,卵巢冷冻保存和移植并非适用于所有人的选择,特别是癌症转移妇女。由于容易提取到恶性癌细胞,如果在化疗或放疗后将这些细胞放回人体导致癌症复发的风险很高。另外,未步入青春期的女孩也不适合卵巢冻存和后期移植。

“尽管如此,我们也在想办法帮助这部分人群,”密歇根大学的材料科学家Ariella Shikanov 说。Shikanov和同事致力于鉴定滤泡早期发育阶段的信号和转录因子活性。了解哪些信号可以刺激发育,将帮助研究人员运用化学或基因手段创造适合滤泡生长的合适环境。“研究人员首先需从女性体内提取滤泡,去除癌细胞,然后冷冻组织。在患者痊愈后,准备要孩子或开始有月经时,我们再将解冻后的滤泡注入人造卵巢,然后移植回体内。”

与此同时,俄勒冈健康与科技大学的Mary Zelinski和同事们正在应对另一个挑战:准确地鉴定应在哪里植入人造卵巢以确保其激素功能和生育能力,收集卵巢移植后所产后代的健康数据。该课题组在恒河猴身上的研究表明,移植到手臂上的人造卵巢具有正常的激素生产功能。此外,移植组织生产的卵母细胞已经成功孕育出了一只小猴子。2017年11月该研究小组还在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》报道,移植后,母猴可以正常怀孕并没有表现出过早细胞衰老迹象。

西北大学Feinberg医学院的妇产科专家Teresa Woodruff说,现阶段最大的挑战是创建出结构合理、经久耐用,能在体内维持至少10年的人造卵巢。为了做到这一点,她和她的同事们采用3D打印,制造能在体内支撑小鼠滤泡的三维结构,移植后的母鼠可以怀孕生小鼠。与Dolmans和Amorim的用材不同,3D打印的材料主要来自卵巢胶原蛋白、弹性蛋白和生长因子等生物活性材料。

“尽管3D打印十分流行,但我们最新发表的纤维蛋白基质也可媲美人类天然卵巢的纤维结构,”Amorim写到。“因此,我认为3D打印器官构建策略可能并非最佳选择。”

Woodruff表示反对,她说,3D打印采用的生物“墨水”可以帮助器官发育得更像真实的卵巢,还有助于植入后与所需血管连接。

Dolmans和Amorim反驳,他们的技术无需3D打印,因此对人体试验来说更简单易行,事实上,这种人造卵巢很快将被批准开始人体测试。

此前,人工创建的类器官(organoids)的主要用途是体外药物筛选或生物学机理研究。这一次,科学家们在人造卵巢上的成就则直指功能性器官移植,人造器官不仅在组成和结构上可媲美天然器官,还被证明具有正常的分泌和生育功能,临床上,人工卵巢可帮助老年女性继续生产荷尔蒙以对抗骨质疏松、心脏病和更年期等其他症状,还可为变性人提供更自然的激素供应系统,还将为人类不孕症治疗开拓新天地。

原始出处:

Chiti MC1, Dolmans MM2,et al.A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity.J Assist Reprod Genet. 2017 Dec 13. doi: 10.1007/s10815-017-1091-3.

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