胚胎干細(xì)胞及在生殖醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

許 珂

（河南中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院生殖中心，河南 鄭州 450000）

胚胎干細(xì)胞及在生殖醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

許 珂

（河南中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院生殖中心，河南 鄭州 450000）

目的 探討胚胎干細(xì)胞及在生殖醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用情況。方法：檢索維普、萬方、知網(wǎng)系列的數(shù)據(jù)庫中2000～2016年相關(guān)文章，檢索詞是胚胎干細(xì)胞、生殖醫(yī)學(xué)，總結(jié)并分析胚胎干細(xì)胞及其在生殖醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用情況。結(jié)果 胚胎干細(xì)胞進(jìn)行體外分化時，可受到內(nèi)源因素和外源因素的雙重影響，經(jīng)誘導(dǎo)分化后，可變?yōu)槁涯讣?xì)胞與精子，從而為生殖醫(yī)學(xué)專家研究哺乳動物的早期胚胎發(fā)育情況提供有價值的臨床資料。結(jié)論 現(xiàn)階段探索原始生殖細(xì)胞、配子的體外培養(yǎng)，有一定的可行性，但其體外培養(yǎng)出的生殖細(xì)胞功能、特性等仍未確定，有必要作進(jìn)一步研究，從而確定其有效性與安全性。

生殖醫(yī)學(xué)；胚胎干細(xì)胞；模型；不孕癥

近幾年來，有學(xué)者經(jīng)研究證實：可以從體外培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞，從而分化出原始生殖細(xì)胞，完成配子工作，受精后其受精卵可以逐漸發(fā)育成胚泡，然后最終按照生長規(guī)律逐漸發(fā)展為胎兒，完成延續(xù)下一代的任務(wù)[1]。當(dāng)前，構(gòu)建并發(fā)展胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)，不但可為研究生殖細(xì)胞的發(fā)生機制提供一個體外模型系統(tǒng)，可以有效的為不孕不育癥患者創(chuàng)造希望，讓他們享受天倫之樂，具有十分重要的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

檢索方法：第一作者；檢索時間范圍：2000～2016年；檢索詞：胚胎干細(xì)胞、生殖醫(yī)學(xué)；檢索數(shù)據(jù)庫：萬方、維普等。

1.2 檢索方法

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

與生殖細(xì)胞方向、胚胎干細(xì)胞方向分化的文獻(xiàn)資料；

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

研究方向重復(fù)性的文獻(xiàn)。

1.3 質(zhì)量評估

共收集文獻(xiàn)88篇：76篇與納入標(biāo)準(zhǔn)相符合，其余排除的文獻(xiàn)研究內(nèi)容重復(fù)，同時，排除非典型的臨床研究報道。篩選出20篇進(jìn)行深入分析。

2 結(jié) 果

2.1 胚胎干細(xì)胞的生物學(xué)特點

（1）胚胎干細(xì)胞形態(tài)學(xué)特點：在進(jìn)行體外培養(yǎng)時，胚胎干細(xì)胞形狀類似鳥巢，呈現(xiàn)出集落樣生長，從小、圓細(xì)胞排列，且細(xì)胞之間界限模糊，有1枚大、圓細(xì)胞核，1個以上的核仁，二倍體核型正常；核質(zhì)比例高，胞漿少，呈多層排列的特點，且可見中間凹陷現(xiàn)象。正常的二倍體核型，是細(xì)胞保持多潛能性、參與嵌合體動物的重要條件。人體胚胎干細(xì)胞中存在整倍體核型，穩(wěn)定性較高。

（2）分化潛能、發(fā)育全能：胚胎干細(xì)胞可經(jīng)誘導(dǎo)分化形成不同類型細(xì)胞，包括神經(jīng)細(xì)胞、生殖細(xì)胞、心肌細(xì)胞等。

（3）可制備嵌合體動物：在宿主的胚囊內(nèi)的細(xì)胞中，進(jìn)行胚胎干細(xì)胞注射處理后，胚胎干細(xì)胞能夠在主胚胎中入宿，發(fā)展成為完整的細(xì)胞系。細(xì)胞系中包括生殖系，在開展動物實驗后，分化后的組織中可見胚胎干細(xì)胞衍生出的細(xì)胞。比如，在SV129白小鼠囊胚內(nèi)注入C57黑小鼠的胚胎干細(xì)胞，最后出生的小鼠呈黑白相間形象。

2.2 胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng)分析

胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)期間，胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng)系統(tǒng)需要有促進(jìn)胚胎肝細(xì)胞增值的功能，并同時保證胚胎干細(xì)胞始終保持未分化狀態(tài)。具體培養(yǎng)方法：①飼養(yǎng)層培養(yǎng)法；②無飼養(yǎng)層培養(yǎng)法。飼養(yǎng)層細(xì)胞主要有STO細(xì)胞株、鼠胚成纖維細(xì)胞兩種，但兩者在增殖、內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、貼壁能力比較上，均無統(tǒng)計學(xué)差異；然而，相較于鼠胚成纖維細(xì)胞，STO細(xì)胞系統(tǒng)在促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的集落形成預(yù)生長方面有明顯不足之處。

2.3 對胚胎干細(xì)胞體外分化造成影響的主要因素分析

（1）內(nèi)源性因素：在進(jìn)行個體發(fā)育時，其動物基因能夠按照相關(guān)規(guī)律且具有選擇性的活化、合成出特異性蛋白質(zhì)，在按照正常規(guī)律進(jìn)行分化，發(fā)展為各類細(xì)胞。而細(xì)胞在生長發(fā)育時，在特定基因表達(dá)影響作用下，部分轉(zhuǎn)錄因子，能夠無限制增殖、維持多向分化；其中，OCT-4是十分重要的一項內(nèi)源性影響因素。OCT-4是POU轉(zhuǎn)錄因子的家族成員之一，以往生殖醫(yī)學(xué)相關(guān)人員將OCT-4視為個體胚胎干細(xì)胞的標(biāo)記物，主要在早期發(fā)育的胚胎生殖細(xì)胞和未分化的胚胎干細(xì)胞中表達(dá)可見；除此之外，OCT-4表達(dá)情況還一定程度影像了胚胎干細(xì)胞的命運。OCT-4表達(dá)正常，可以有效維持胚胎干細(xì)胞呈未分化狀態(tài)；當(dāng)OCT-4表達(dá)水平上升至2倍水平后，其可導(dǎo)致個體的胚胎干細(xì)胞分化出中胚層、內(nèi)胚層。

（2）外源性因素：細(xì)胞之間可互相作用，包括分化抑制、分化誘導(dǎo)作用，而細(xì)胞外物質(zhì)如細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)等，有一定介導(dǎo)作用。

2.4 胚胎干細(xì)胞經(jīng)體外誘導(dǎo)可分化成生殖細(xì)胞

有研究證明[2]，鼠胚胎干細(xì)胞在體外可分化成原始生殖細(xì)胞，且深入培養(yǎng)可生成卵圓細(xì)胞、早期精子細(xì)胞，卵圓細(xì)胞則可形成卵母細(xì)胞。經(jīng)研究[3～4]證明，胚胎干細(xì)胞可在一定條件下出現(xiàn)減數(shù)分裂現(xiàn)象，形成卵子、精子，為生殖遺傳修飾研究提供細(xì)胞培養(yǎng)體系。

3 討 論

現(xiàn)階段胚胎干細(xì)胞的研究難題：（1）人體胚胎干細(xì)胞相似，在利用人體胚胎干細(xì)胞展開克隆治療前，需要重點研究胚胎干細(xì)胞形成人體內(nèi)畸胎瘤的有效方法。在成年鼠皮下注入小鼠的胚胎干細(xì)胞，可形成畸胎瘤，而對于畸胎瘤形成所需的胚胎干細(xì)胞數(shù)量以及畸胎瘤形成最短時間，目前尚無定論。（2）探討原始生殖細(xì)胞、配子體外培養(yǎng)具有可行性，然而體外培養(yǎng)生殖細(xì)胞功能、特性均不確定，需用于臨床，并進(jìn)一步分析其有效性、安全性。

[1] 張琴靜,等.干細(xì)胞向生殖細(xì)胞分化的研究進(jìn)展[J].生殖醫(yī)學(xué)雜志,2016,25(5):478-481.

[2] 馬黔紅.干細(xì)胞在生殖醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].實用婦產(chǎn)科雜志,2014,30(10):731-733.

[3] 蔣春艷,等.干細(xì)胞向女性生殖細(xì)胞分化的研究進(jìn)展[J].生殖醫(yī)學(xué)雜志,2013,22(5):383-387.

本文編輯：吳玲麗

Embryonic stem cells and their application in reproductive medicine

XU Ke
(The Third Affiliated Hospital of Henan University of traditional Chinese Medicine, Henan Zhengzhou 450000, China)

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ISSN.2095-8242.2017.15.2827.02