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为何女性的生育力随着年龄的增加而下降?

更新时间:2020-08-03 04:50:01

  在一项新的研究中,来自加拿大蒙特利尔大学医院研究中心(CRCHUM)的研究人员发现女性不孕的一种可能的新解释。多亏前沿的显微技术,他们首次观察到老年小鼠卵子存在一种特定的缺陷。这种缺陷可能也在老年女性的卵子中发现到。细胞分裂发生差错,会导致染色体分离发生错误。相关研究结果发表在2019年4月3日的Current Biology期刊上,论文标题为“Intrinsically Defective Microtubule Dynamics Contribute to Age-Related Chromosome Segregation Errors in Mouse Oocyte Meiosis-I”。

  论文通信作者、CRCHUM研究员和蒙特利尔大学教授Greg FitzHarris陈述道,“我们发现在细胞分裂期间,指导染色体分裂的微管在老年的卵子中表现异常。这些微管不是以一种受控的对称方式组装纺锤体,而是向四面八方扩散。这些微管的运动变化明显地导致染色体分离错误,因而代表着年龄相关不孕的一种新的解释。”

  女性和其他的雌性哺乳动物出生时具有固定数量的卵子。这些卵子在卵巢中保持休眠状态,仅在每个月经周期才释放一个卵子。但是,对女性而言,在35岁左右,她们的生育能力显著下降。

  FitzHarris解释道,“女性不孕的一个主要原因是卵子中存在的缺陷导致它们具有异常的染色体数量。当女性变老时,这些所谓的非整倍体卵子变得越来越普遍。这就是老年女性较难怀孕和较难具有足月妊娠的主要原因。众所周知,这些缺陷的卵子增加流产风险,能够导致足月宝宝患上唐氏综合征。”

  科学家们之前认为随着年龄的增加,卵子更可能是非整倍体的,这是因为让染色体保持在一起的纺锤体在较老的卵子中较差地发挥作用。这被称作“凝聚丧失(cohesion-loss)”假说。

  FitzHarris声称,“我们的研究反驳了这一假说,反而展示了另一个问题的存在:这些微管的缺陷导致纺锤体缺陷,而这似乎导致一种特定的染色体分离错误。”

  微管是微小的圆柱体结构,能够自我组装形成纺锤体。在细胞分裂时,这种复杂的生物复合体让染色体保持在一起,并且对它们进行分选,随后在染色体分离过程中,将它们运送到子细胞的相对两极上。

  FitzHarris声称,“大约50%的老年雌性小鼠的卵子拥有的纺锤体具有混乱的微管动力学。”

  这些研究人员针对6~12周(年轻)大的小鼠和60周(老年)大的小鼠的卵子开展一系列显微操作。论文第一作者、CRCHUM博士后研究员Shoma Nakagawa解释道,“我们让年轻卵子的细胞核与老年卵子的细胞核进行交换。我们在含有年轻细胞核的老年卵子中观察到问题。这证实母体年龄影响微管排列,而这种影响与每个卵子的细胞核含有的染色体年龄不相关。”

  FitzHarris团队注意到纺锤体缺陷也在女性体内存在。简言之,纺锤体在老年卵子中不那么高效地发挥作用,但是这并不是由染色体的年龄导致的。

  这一发现可能有朝一日导致人们开发出新的生育疗法,从而有助女性怀孕和足月妊娠。FitzHarris解释道,“我们当前正在开发治疗卵子缺陷的疗法,以便有朝一日使得逆转这种缺陷和让这些卵子返老还童成为可能。”

  在做到这一点之前,还需开展多年的研究。但是理解细胞分裂期间,每个卵子中发生的精准指导终将允许我们校正这些错误,从而确保产生能够受精的半步痛清卵子。

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