嵌合體胚胎或是試管嬰兒技術的「黑馬」？

細胞分裂的生物學過程（如圖所示）在識別胚胎內的遺傳異常中起著重要作用。

並非每個胚胎都含有46條完美的染色體。有的多，有的少，其結果就會出現一種常見異常——非整倍體。由於非整倍體與體外受精（IVF）失敗、流產和出生缺陷的風險有關，因此，嵌合體胚胎（mosaic embryos），即胚胎的一部分染色體核型正常，而一部分染色體核型異常，並不被認為是IVF移植的理想候選者。而這對於許多隻產生嵌合體胚胎的患者來說，意味著IVF的「旅程」還沒開始就已經結束了。

近日，俄勒岡國家靈長類動物研究中心的科學家們在俄勒岡波特蘭的OHSU進行了一項新的研究，給那些尋求不孕不育治療的人們帶來了新的希望。

這項由OHSU生殖和發育科學助理教授Shawn L. Chavez博士領導的研究首次在非人類靈長類動物模型中證實，嵌合體胚胎能夠適應自身的異常情況並持續發育，從而產生積極的IVF結果。

研究結果以 「Single-cell sequencing of primate preimplantation embryos reveals chromosome elimination via cellular fragmentation and blastomere exclusion」為題發表在《Genome Research》雜誌上。

Chavez和他的研究小組利用先進的延時成像和單細胞測序技術，精確追蹤恆河猴嵌合體胚胎的發育過程，發現嵌合體與細胞分裂和卵裂球排斥（blastomere exclusion）兩個生物過程之間的獨特關係。

研究人員發現，卵裂球（圖1-3）及其細胞碎片（圖4）可以作為嵌合胚胎內的「垃圾箱」，並排除遺傳異常。圖片來源：OHSU/Shawn Chavez博士

在子宮內和IVF後，由受精卵分裂形成的卵裂球（blastomeres），可能會分解成小塊的細胞碎片（cellular fragments）。

「我們發現，卵裂球和它們的碎片都可以在胚胎中充當『垃圾箱』的角色。隨著攜帶DNA的細胞分裂和/或碎片化，胚胎似乎自然地識別哪些卵裂球有基因異常，並阻止它們進一步發展，」 Chavez說道，「在胚胎植入子宮的階段，這些異常細胞或DNA已經明顯被排除在胚胎的其他部分之外。這表明，不完美的胚胎可以考慮用於IVF移植，並可能在子宮內存活。」

根據OHSU醫學院婦產科副教授Paula Amato博士的說法，這一發現可能會對人類未來的IVF過程產生積極影響。「雖然染色體正常的胚胎是首選，而且懷孕的幾率很高，但這並不能保證。對於只有嵌合體胚胎可供移植的患者，這些新發現表明，在某些情況下，這些胚胎也可以產生正常懷孕。」

早在2015年11月，GENOMA分子遺傳實驗室的Francesco Fiorentino團隊曾在給新英格蘭雜誌的致信中首次提及這一可能性。當時，他們對18名女性的體外受精胚胎檢查後發現沒有染色體完全正常的胚胎。最終，她們接受嵌合型胚胎移植後，成功生育6個健康寶寶。這項研究也表示，IVF嵌合胚胎移植後的成功或失敗取決於胚胎中染色體異常（非整倍體）的程度。

當然還需要更多的研究來驗證這一結論。研究人員計劃，利用活細胞延時成像技術更好地理解胚胎內非整倍體、細胞分裂和卵裂球排斥之間的關係。他們相信，這些結果將為測試人類胚胎嵌合體的有效性開闢新的途徑。

Chavez說，「我們認為最後結果將類似於『黑馬』的故事。雖然在IVF的競賽開始時，人們並不認為嵌合體胚胎是一個競爭者，但它可能仍然有能力獲勝，並帶來美妙的結果。」

責編：探索君

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參考資料：

1）Are mosaic embryos the "dark horse" of IVF?

2）The transfer of chromosomally "abnormal" embryos can still result in pregnancy in IVF

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