胚胎干細胞及在生殖醫學中的應用

許 珂

（河南中醫藥大學第三附屬醫院生殖中心，河南 鄭州 450000）

胚胎干細胞及在生殖醫學中的應用

許 珂

（河南中醫藥大學第三附屬醫院生殖中心，河南 鄭州 450000）

目的 探討胚胎干細胞及在生殖醫學中的應用情況。方法：檢索維普、萬方、知網系列的數據庫中2000～2016年相關文章，檢索詞是胚胎干細胞、生殖醫學，總結并分析胚胎干細胞及其在生殖醫學中的應用情況。結果 胚胎干細胞進行體外分化時，可受到內源因素和外源因素的雙重影響，經誘導分化后，可變為卵母細胞與精子，從而為生殖醫學專家研究哺乳動物的早期胚胎發育情況提供有價值的臨床資料。結論 現階段探索原始生殖細胞、配子的體外培養，有一定的可行性，但其體外培養出的生殖細胞功能、特性等仍未確定，有必要作進一步研究，從而確定其有效性與安全性。

生殖醫學；胚胎干細胞；模型；不孕癥

近幾年來，有學者經研究證實：可以從體外培養胚胎干細胞，從而分化出原始生殖細胞，完成配子工作，受精后其受精卵可以逐漸發育成胚泡，然后最終按照生長規律逐漸發展為胎兒，完成延續下一代的任務[1]。當前，構建并發展胚胎干細胞的體外培養技術，不但可為研究生殖細胞的發生機制提供一個體外模型系統，可以有效的為不孕不育癥患者創造希望，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：胚胎干細胞、生殖醫學；檢索數據庫：萬方、維普等。

1.2 檢索方法

1.2.1 納入標準

與生殖細胞方向、胚胎干細胞方向分化的文獻資料；

1.2.2 排除標準

研究方向重復性的文獻。

1.3 質量評估

共收集文獻88篇：76篇與納入標準相符合，其余排除的文獻研究內容重復，同時，排除非典型的臨床研究報道。篩選出20篇進行深入分析。

2 結 果

2.1 胚胎干細胞的生物學特點

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

（2）分化潛能、發育全能：胚胎干細胞可經誘導分化形成不同類型細胞，包括神經細胞、生殖細胞、心肌細胞等。

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

2.2 胚胎干細胞的體外培養分析

胚胎干細胞體外培養期間，胚胎干細胞的體外培養系統需要有促進胚胎肝細胞增值的功能，并同時保證胚胎干細胞始終保持未分化狀態。具體培養方法：①飼養層培養法；②無飼養層培養法。飼養層細胞主要有STO細胞株、鼠胚成纖維細胞兩種，但兩者在增殖、內細胞團、貼壁能力比較上，均無統計學差異；然而，相較于鼠胚成纖維細胞，STO細胞系統在促進胚胎干細胞的集落形成預生長方面有明顯不足之處。

2.3 對胚胎干細胞體外分化造成影響的主要因素分析

（1）內源性因素：在進行個體發育時，其動物基因能夠按照相關規律且具有選擇性的活化、合成出特異性蛋白質，在按照正常規律進行分化，發展為各類細胞。而細胞在生長發育時，在特定基因表達影響作用下，部分轉錄因子，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源性影響因素。OCT-4是POU轉錄因子的家族成員之一，以往生殖醫學相關人員將OCT-4視為個體胚胎干細胞的標記物，主要在早期發育的胚胎生殖細胞和未分化的胚胎干細胞中表達可見；除此之外，OCT-4表達情況還一定程度影像了胚胎干細胞的命運。OCT-4表達正常，可以有效維持胚胎干細胞呈未分化狀態；當OCT-4表達水平上升至2倍水平后，其可導致個體的胚胎干細胞分化出中胚層、內胚層。

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

2.4 胚胎干細胞經體外誘導可分化成生殖細胞

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

3 討 論

現階段胚胎干細胞的研究難題：（1）人體胚胎干細胞相似，在利用人體胚胎干細胞展開克隆治療前，需要重點研究胚胎干細胞形成人體內畸胎瘤的有效方法。在成年鼠皮下注入小鼠的胚胎干細胞，可形成畸胎瘤，而對于畸胎瘤形成所需的胚胎干細胞數量以及畸胎瘤形成最短時間，目前尚無定論。（2）探討原始生殖細胞、配子體外培養具有可行性，然而體外培養生殖細胞功能、特性均不確定，需用于臨床，并進一步分析其有效性、安全性。

[1] 張琴靜,等.干細胞向生殖細胞分化的研究進展[J].生殖醫學雜志,2016,25(5):478-481.

[2] 馬黔紅.干細胞在生殖醫學工程中的應用研究進展[J].實用婦產科雜志,2014,30(10):731-733.

[3] 蔣春艷,等.干細胞向女性生殖細胞分化的研究進展[J].生殖醫學雜志,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)

R318

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ISSN.2095-8242.2017.15.2827.02