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。
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,
“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,
“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
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