【日本iPS細胞研究報告(十二)】京都大學篇：製成生殖細胞

「九月築場圃，十月納禾稼。」時值中秋，京都大學iPS細胞研究團隊可謂驚喜不斷，收穫連連。

近日，多家日本媒體相繼報道了京都大學細胞生物學教授齊藤通紀團隊用人源iPS細胞（人工誘導多功能幹細胞）誘導製備成功卵原細胞(Oogonia)[1]（圖1）以及厚生勞動省批准通過京都大學iPS細胞研究所江藤浩之教授團隊提交的用iPS細胞來源血小板進行臨床試驗研究計劃申請[2]的重磅消息。

圖1 iPS細胞由來卵原細胞製備流程圖

齊藤教授團隊從iPS細胞誘導成功的卵原細胞是卵細胞分化由來的母細胞形式。本次獲得的卵原細胞已經可以進行基因組測序分析，如能再成功分化出卵子，則將極大有助於不孕症機理闡明等生殖醫學的促進和發展(圖2)。該研究成果已在線發表於2018年9月21日的《Science》科學雜誌上[文獻1]。

圖2 京大團隊製備卵原細胞電視報道

其實，京都大學研究團隊早在2011年和2012年就利用小鼠的iPS細胞成功誘導分化出了精細胞(精子)和卵細胞(卵子)。並且還成功受精孵育出了仔鼠。另外，京大團隊還在2015年從人源iPS細胞誘導出更為早期的原始生殖細胞(Primordial Germ Cell, PGC)[文獻2]，即人體精子和卵子的共同前身。但是，小鼠的原始生殖細胞僅需短短數日即可分化出卵原細胞，人類的這一過程則要長達70天以上。由於分化過程過長，期間細胞死亡率較高，加之培養難度極大，所以該實驗遲遲未獲成功。

本次，研究團隊先將人血細胞來源的iPS細胞誘導出原始生殖細胞，然後取5000個原始生殖細胞與五萬個仔鼠卵巢體細胞一起共培養。培養11周後，共計獲得約500個左右能夠分化成卵母細胞(Oocyte)的正常狀態的卵原細胞(圖3)。通過多個生殖細胞特有的基因解析比對，所獲得的卵原細胞和妊娠9到11周齡胎兒體內的卵原細胞一致。

圖3 卵原細胞製備示意圖

目前學界普遍認為，女性一生中卵細胞數量是有限且確定的。原始生殖細胞最初分化出了卵原細胞和精原細胞，卵原細胞進而分裂產生卵母細胞，最終再成熟生成卵子。早在胚胎時期，卵原細胞就已經分化出初級卵母細胞，20周左右達到700萬個峰值。女嬰一出生時約保有200萬個，到青春期時約剩40萬個。此後每月行經成熟排出一個（極小概率下可能兩個）次級卵母細胞，待受精後啟動終極分裂為卵子並完成受精過程，至閉經為止一生共約成熟400個卵母細胞。本次實驗也為原始生殖細胞可分化出生殖細胞給出了直接明確的證據。

此次，卵原細胞成功製備，下步即劍指卵母細胞和卵細胞。但是出於倫理問題擔憂，日本已經明確禁止人工精子和卵子的受精試驗。雖然目前不允許直接用於最終治療，但通過用不孕症女性來源的iPS細胞生成卵子，可以探究不孕症的致病機理，仍然具有深遠的醫學意義。

之前我們已報道，京都大學江藤浩之教授的研究團隊於上月向厚生勞動省遞交了基於iPS細胞的血小板對再生障礙性貧血病人進行臨床試驗計劃的申請[3]。9月21日，厚生勞動省再生醫療等評價委員會正式批准了該臨床研究計劃。這也是繼頑固眼疾、心臟病和帕金森氏症之後，日本iPS細胞研究又成功踏進的第四大臨床實用領域。該臨床試驗計劃一年內開始啟動(圖4)。

圖4 基於iPS細胞的血小板臨床研究示意圖

供稿 宋傑 東京大學博士
編輯修改 客觀日本編輯部

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