我國科學家發現試管嬰兒性別失衡的奧秘

2021-01-09 科學網

 

作為20世紀最偉大的發明之一,體外受精試管嬰兒技術(IVF)為許多家庭帶來了福音。然而,研究表明體外受精試管嬰兒與自然受孕嬰兒存在差異,而且還會出現性別失衡,原因何在呢?近期,中國農業大學的田見暉教授研究組發現了其中的奧秘。該發現是如何取得,相關研究又將怎樣進一步影響相關技術發展?田見暉教授接受了本報記者的採訪。

記者:首先,恭喜您的研究團隊取得了突破性成果。請簡單介紹一下這個成果取得的經過。

田見暉:這項研究,我們歷時五年。研究過程中,為了確保實驗證據的可信度,我們的樣本都是儘可能地加大,為證明IVF存在出生性別失衡的實驗中,每組每個時間點的樣本量均在500以上;實驗方法也力求紮實,儘可能地減少誤判。課題進展過程中,在驗證IVF技術中性別失衡是否由X染色體失活(XCI)不足所致,我們進行了一系列的分析及實驗工作,最終解決這一問題,研究發現公布在最近的《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜誌上。

記者:普通大眾會擔心:這是否意味著試管嬰兒技術不安全?您的這個研究發現是要警示大家嗎?

田見暉:我們的這項研究絕不是去簡單地否定IVF技術本身,也不是為了讓不育患者放棄通過IVF生育擁有自己的孩子。而是為了從源頭上揭示IVF技術存在這些風險的原因,並以此為IVF體系的優化提供路徑。

IVF技術是不育人群的一個有效選擇,我們這個研究發現的最終目的是讓IVF技術更加安全、更好地服務人類。

記者:那麼,你的研究團隊是怎樣發現IVF技術與性別失衡之間的關聯的呢?

田見暉:我的研究團隊中,博士生譚琨等在2011年發現,利用體外受精技術培育的小鼠存在性別失衡問題。進一步研究顯示,體外受精胚胎存在X染色體失活不足問題,他們推斷這可能是導致性別失衡的主要原因。在此基礎上,我們發現Xist和環指蛋白12(Rnf12)在IVF引發的X染色體失活不足問題上發揮重要作用。

記者:什麼是Xist和環指蛋白12(Rnf12)?

田見暉:Xist是一種非編碼RNA,能包裹在失活的X染色體上,而Rnf12則是Xist的上遊調控因子。在IVF技術中,雌性胚胎中的這兩種元件表達都會受損,但雄性的卻不會,這就導致胚胎的異常發育,進而造成性別失衡。

記者:這個發現,如何用來優化和完善IVF技術呢?

田見暉:研究發現了Xist和Rnf12是X染色體失活的關鍵基因,我們就採用實驗方法上調Rnf12表達,結果證實可以補償Xist表達,進而有效地逆轉了實驗用小鼠IVF胚胎中的性別比例失衡。而我們的方法是將視黃酸添加到胚胎植入前的培養基中。因為,視黃酸可以通過作用於多能因子,激活Xist表達,進而校正X染色體失活,由此避免出生性別比例失衡。

因此,我們嘗試了通過視黃酸添加改善IVF發育體系,這也為探索體外受精相關的健康問題提供了參考。

記者:你們的發現,無疑會對IVF技術發展帶來重要途徑思考。

田見暉:我們始終堅信,體外受精操作及環境引發的表觀修飾錯誤,是導致IVF胚胎及出生後代健康問題的主要原因。發現並校正這些表觀錯誤,可有效預防這些健康問題。當然,這需要探索是由哪些具體的表觀修飾錯誤引發了哪些具體問題,進而提出針對性的解決方案。

記者:你們的發現,會很快運用於臨床嗎?

田見暉:目前,這項研究只是在實驗動物身上,發現了潛在機制,而且通過針對性改良IVF過程的培養系統解決了這一問題。但是否適用於人類,還存在一系列問題。

首先,人的胚胎與實驗小鼠胚胎的發育過程存在差異,需要進一步的證據確定物種間問題的一致性;其二,倫理問題一直是人胚胎研究需要注意的,要想在人體驗證這一發現,需要人自然生產的胚胎,這是不允許的;其三,臨床的應用,例如視黃酸添加,仍需進行一系列的風險評估,確保安全可靠。目前,已有的人的數據表明人IVF胚胎可能也存在XCI不足問題。但是目前無法通過實驗證實這一假設。

記者:那麼,下一步的研究應該如何推進以帶來實際作用?

田見暉:我們認為未來的研究重點,第一是要揭示正常的早期胚胎發育的內在機制,特別是人類。其次,我們還不能直接針對人的IVF胚胎開展研究,動物模型中發現的機制以及相應的預防措施是否能用於人IVF臨床應用,這也將是未來研究中需要解決的問題。(來源:光明日報 練玉春)

 

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