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一個健康受孕的機會,以治療為目標的人造卵巢器官將進入人體試驗

一旦癌症患者接受化療或放療,他們可能就再也無法生育。然而,約10%癌症新倖存者是40歲以下的育齡女性,科學家們正努力為這些年輕的癌症倖存者提供孕育孩子的機會——為她們創建人工卵巢。

如果這種器官被證明確實有效,它將給癌症倖存者、變性人(transgender individuals)以及其他原因導致生育推遲的人們帶來真正的福音!

人造卵巢(artificial ovary)的最基本功能是容納由卵細胞和濾泡細胞組成的細胞群體“濾泡(follicle)”。比利時魯汶天主教大學(Université catholique de Louvain)從事動物繁殖研究的Christiani Amorim博士說:“我們的首要目標是重建適合濾泡生存的卵巢環境。”

國際上有幾支科研機構都在競爭或合作致力於完美人造器官(卵巢)創建。

此前有團隊在小鼠體內成功組建了具有卵巢功能的合成器官。現在的焦點是進一步改善人類人工卵巢的結構、剛度和性能,已經有研究團隊達到了可以開展人類女性人體測試的地步。

12月13日,Amorim和同事在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》報導,一種發現於血液凝塊腳手架的纖維蛋白基質,可適當地平衡血纖維蛋白原(fibrinogen)和凝血酶(thrombin),是構建人造卵巢的理想材料,該混合物塑造出了非常像天然卵巢的結構。

人造老鼠卵巢的基質是複雜的,但它的耐久性足以幫助小鼠排卵,並生下健康的幼崽。

Amorim的同事比利時魯汶天主教大學的Marie-Madeleine Dolmans表示,(為規避潛在的倫理道德爭議)當前的研究重點主要針對癌症患者。為了保護女性癌症患者的卵巢,今後醫生和患者可以選擇在治療過程中將卵巢轉移到輻射區外,

或先移除和保存,待癌症治療結束後再將卵巢組織移植回來。這項最新技術使患者有機會獲得一個具有功能的新卵巢。

Dolmans解釋道,卵巢冷凍保存和移植並非適用於所有人的選擇,特別是癌症轉移婦女。由於容易提取到惡性癌細胞,如果在化療或放療後將這些細胞放回人體導致癌症復發的風險很高。另外,未步入青春期的女孩也不適合卵巢凍存和後期移植。

“儘管如此,我們也在想辦法説明這部分人群,”密西根大學的材料科學家Ariella Shikanov 說。Shikanov和同事致力於鑒定濾泡早期發育階段的信號和轉錄因數活性。瞭解哪些信號可以刺激發育,將説明研究人員運用化學或基因手段創造適合濾泡生長的合適環境。“研究人員首先需從女性體內提取濾泡,去除癌細胞,然後冷凍組織。在患者痊癒後,

準備要孩子或開始有月經時,我們再將解凍後的濾泡注入人造卵巢,然後移植回體內。”

與此同時,俄勒岡健康與科技大學的Mary Zelinski和同事們正在應對另一個挑戰:準確地鑒定應在哪裡植入人造卵巢以確保其激素功能和生育能力,收集卵巢移植後所產後代的健康資料。該課題組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產功能。此外,移植組織生產的卵母細胞已經成功孕育出了一隻小猴子。2017年11月該研究小組還在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》報導,移植後,母猴可以正常懷孕並沒有表現出過早細胞衰老跡象。

西北大學Feinberg醫學院的婦產科專家Teresa Woodruff說,現階段最大的挑戰是創建出結構合理、經久耐用,能在體內維持至少10年的人造卵巢。為了做到這一點,她和她的同事們採用3D列印,製造能在體內支撐小鼠濾泡的三維結構,移植後的母鼠可以懷孕生小鼠。與Dolmans和Amorim的用材不同,3D列印的材料主要來自卵巢膠原蛋白、彈性蛋白和生長因數等生物活性材料。

“儘管3D列印十分流行,但我們最新發表的纖維蛋白基質也可媲美人類天然卵巢的纖維結構,”Amorim寫到。“因此,我認為3D列印器官構建策略可能並非最佳選擇。”

Woodruff表示反對,她說,3D列印採用的生物“墨水”可以幫助器官發育得更像真實的卵巢,還有助於植入後與所需血管連接。

Dolmans和Amorim反駁,他們的技術無需3D列印,因此對人體試驗來說更簡單易行,事實上,這種人造卵巢很快將被批准開始人體測試。

此前,人工創建的類器官(organoids)的主要用途是體外藥物篩選或生物學機理研究。這一次,科學家們在人造卵巢上的成就則直指功能性☆禁☆器官移植,人造器官不僅在組成和結構上可媲美天然器官,還被證明具有正常的分泌和生育功能,臨床上,人工卵巢可説明老年女性繼續生產荷爾蒙以對抗骨質疏鬆、心臟病和更年期等其他症狀,還可為變性人提供更自然的激素供應系統,還將為人類不孕症治療開拓新天地。

參考文獻:

A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity

Subcutaneous ovarian tissue transplantation in nonhuman primates: duration of endocrine function and normalcy of subsequent offspring as demonstrated by reproductive competence, oocyte production, and telomere length

2017年11月該研究小組還在《Journal of Assisted Reproduction and Genetics》報導,移植後,母猴可以正常懷孕並沒有表現出過早細胞衰老跡象。

西北大學Feinberg醫學院的婦產科專家Teresa Woodruff說,現階段最大的挑戰是創建出結構合理、經久耐用,能在體內維持至少10年的人造卵巢。為了做到這一點,她和她的同事們採用3D列印,製造能在體內支撐小鼠濾泡的三維結構,移植後的母鼠可以懷孕生小鼠。與Dolmans和Amorim的用材不同,3D列印的材料主要來自卵巢膠原蛋白、彈性蛋白和生長因數等生物活性材料。

“儘管3D列印十分流行,但我們最新發表的纖維蛋白基質也可媲美人類天然卵巢的纖維結構,”Amorim寫到。“因此,我認為3D列印器官構建策略可能並非最佳選擇。”

Woodruff表示反對,她說,3D列印採用的生物“墨水”可以幫助器官發育得更像真實的卵巢,還有助於植入後與所需血管連接。

Dolmans和Amorim反駁,他們的技術無需3D列印,因此對人體試驗來說更簡單易行,事實上,這種人造卵巢很快將被批准開始人體測試。

此前,人工創建的類器官(organoids)的主要用途是體外藥物篩選或生物學機理研究。這一次,科學家們在人造卵巢上的成就則直指功能性☆禁☆器官移植,人造器官不僅在組成和結構上可媲美天然器官,還被證明具有正常的分泌和生育功能,臨床上,人工卵巢可説明老年女性繼續生產荷爾蒙以對抗骨質疏鬆、心臟病和更年期等其他症狀,還可為變性人提供更自然的激素供應系統,還將為人類不孕症治療開拓新天地。

參考文獻:

A novel fibrin-based artificial ovary prototype resembling human ovarian tissue in terms of architecture and rigidity

Subcutaneous ovarian tissue transplantation in nonhuman primates: duration of endocrine function and normalcy of subsequent offspring as demonstrated by reproductive competence, oocyte production, and telomere length