代孕實驗觀察卵母細胞體外成熟（卵子的成熟）

卵母細胞體外成熟(in vitro maturation，IVM)是指從卵巢中獲取未成熟卵母細胞，在體外適宜的條件進行培養，使其發育成熟並獲得受精能力的過程，包括完整的卵泡培養或單獨的卵丘複合體培養。

自1935年首次從兔卵泡中分離出來的卯母細胞經體外培養，使其繼續進行減數分裂並達到完全成熟後，哺乳動物IVM技術迅速發展，為一些基礎研究和生物工程技術，如核移植、轉基因等提供了豐富的卵母細胞來源，並相繼在兔、牛、馬、鼠、羊、豬等動物中獲得了後代。

在現代生殖領域中，IVM不僅為降低患者促排卵併發症、降低治療費用提供了解決方法，也為一些高齡、卵巢早衰、卵巢切除和遺傳病患者提供了生殖機會，同時，也有助於深入探討卵巢內不同發育階段卵泡的發育機制和特點。

IVM結合卵母細胞體外受精（in vitro fertilization，IVF)、胚胎移植(embryo transfer，ET)，為動物育種提供了新手段和新方法。

然而，體外成熟卵母細胞的質量和發育潛能與體內成熟的卵母細胞相比仍有較大差距，說明減數分裂的恢復和細胞核的成熟並不代表卵母細胞的完全成熟。

體外成熟的卵母細胞存在著細胞質成熟較差或者細胞核和細胞質成熟不同步等問題。

因此，要從根本上提高其IVM的成功率，還有賴於對影響卵母細胞發育的凶素及其機制的深入研究。

影響卵母細胞體外成熟的因素很多，主要分為體外因素和體內因素。

體外因素主要包括各種激素及因子的調控作用。

(1)體外因素

1)促性腺激素(gonadotrophic hormone，GTH)與FSH:兩者對卯母細胞和卵泡的發育都起著重要的調節作用。

在卵母細胞成熟過程中，GTH能通過cAMP途徑促進顆粒細胞增生，卵丘擴展。

FSH對卵母細胞的作用可能是通過刺激卵丘細胞分泌促卵母細胞成熟因子，該因子的產生依賴於cAMP水平的變化。

FSH也可促進卵丘細胞擴展，破壞卵丘細胞與卵母細胞之間的細胞連接，使卵丘內的信息不能傳入卵母細胞而減除其對卵母細胞減數分裂的抑制作用。

除此之外，GTH還可調節卵巢內一些肽類物質，如IGF、EGF等的生成來調控卵泡的生長發育。

實驗表明，體外培養時添加FSH和LH對人類體外成熟卵母細胞的受精和卵裂有促進作用，但到目前為止，促進體外卵母細胞成熟的理想濃度還不甚清楚。

2)甾體激素：在下丘腦-腺垂體—卵巢功能軸的作用下，卵泡細胞合成的雌激素(E2)、孕激素(P)和雄激素(T)是影響卵母細胞發育的關鍵因素。

有研究顯示在早中卵泡發育期給予婦女小劑量E2，並在卵母細胞體外成熟培養時中添加E2，可以顯著提高人類未刺激周期卵母細胞的成熟率、受精率矛I：：和卵裂率。

雄激素則對靈長類動物卵母細胞的核成熟有抑制作用。

3)生長激素(growth hormone，GH)與人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotrophin,hCG)：研究表明，GH對卵泡發育與成熟有促進作用，它可以直接作用於卵巢，刺激卵泡生長、卵母細胞成熟及卵巢雌激素的產生。

研究表明，體內給予GH可增加人GV期卵母細胞的體外成熟率。

GH可加速小鼠卵母細胞的體外成熟和豬卵母細胞的核成熟，但當裸踝卵暴露於含有GH的培養液時，GVBD受到抑制，GH對裸卵的相反的作用表明，GH是通過對顆粒細胞的作用加速卯母細胞核的成熟。

對人合使用GH與hCG可獲得較好的超排卵效果，也能增加可移植的胚胎數。

4) EGF與血管內皮生長因子( vascularendothelial growth factor, VEGF-pmpstudio.net)：EGF的受體在人類卵巢各級卵泡均有表達，表明EGF參與卵泡的發育與成熟。

在卵母細胞體外成熟過程中，EGF可以直接促進人類不成熟裸卵的體外成熟率，提高其到達MⅡ的比例，與hCG聯合應用後，可進一步促進。

COCs的卵母細胞胞質成熟，提高受精率。

對豬的研究顯示，EGF的作用不依賴於cAMP途徑，可能與PKC途徑有關。

VEGF是一種由各種正常細胞和瘤細胞合成、分泌的蛋白質，是一種特殊的細胞分裂劑和潛在的血管分化因子。

卵母細胞減數分裂過程中，VEGF參與微血管的再生過程，調節卵母細胞周圍氧的溶解度。

在牛卵母細胞的體外成熟實驗中，發現VEGF能同時促進卵母細胞胞核和胞質的成熟。

在人類輔助生殖過程中，卵泡液中VEGF濃度在一定範圍內對卵母細胞成熟有促進作用，它已成為評估卯母細胞質量以及胚胎質量的有效指標之一。

5)其他體外因素：腦源性神經因子(BDNF)、白細胞介素1(IL-21p)及IL-21a受體等也可促進卵母細胞胞質體外成熟。

此外，環腺苷—磷酸、蛋白激酶A、尿素、卵母細胞基質金屬蛋白酶和卵泡細胞組織抑制素金屬蛋白酶等，對卵母細胞的體外成熟也有調節作用。

(2)體內因素

1)卵母細胞的來源：卵泡或卵母細胞在體外的成熟時間、成熟能力等都會影響IVM的成功率。

但根本原因在於卵母細胞自身的結構，包括卵丘細胞的多少、胞質內細胞器的分布和數量、核基因的倍性、膜的成熟狀態等。

同一種動物在不同年齡階段其卯母細胞IVM的比例也有所不同，這可能與蛋白質合成、能量代謝等不同有關。

此外，卵巢運輸的時間與溫度、取卵的方式、采卯的季節等也會影響卵母細胞的體外成熟。

對於人而言，耳取卯時間、供卵者的年齡是比較主要的影響因素。

隨著年齡的增長，卵巢中的卵母細胞數量及可獲得的未成熟卯母細胞的數量均逐漸減少。

而且由於年齡增長，卵巢內的氧自由基會逐漸累積並影響卵母細胞的質量，從而導致減數分裂時染色體分離異常而產生非整倍體卵子，引起卵母細胞發育潛能下降。

關於采卯時間還是個有爭議的問題，有學者認為卵母細胞的成熟能力受所在月經周期的影響，由於優勢卵泡分泌的抑制素可導致非優勢卵泡的周圍環境發生變化，從而不利於非優勢卵泡的繼續發育，因而卵泡期取卵獲得的IVM率顯著高於黃體期，但也有學者認為在增生期和黃體期取得的IVM率並無差別，只是增生期取卵數較多，不過目前人們普遍認為在月經周期的增生期取卵較好。

2)卯母細胞的質量：未成熟的卵母細胞的大小決定其恢復和完成減數分裂的能力。

用人卵母細胞進行的研究表明，在直徑小於105um的卵母細胞中，只有1/3能恢復減數分裂，而直徑大於105um的則有2/3可恢復並完成減數分裂。

隨著卵母細胞直徑的增大(90-125um)，卵母細胞恢復和完成成熟分裂的能力逐漸增強。

卵泡直徑的大小也與IVM成功率有關。

在人中，當卵泡逐漸增大時，卵母細胞胞質含量增加，顆粒細胞數目增加，對卵母細胞胞質的成熟產生重要影響；當卵泡直徑大於Smm時，卵泡中的卵子即獲得恢復減數分裂的能力。

牛、豬、綿羊、山羊等直徑大於2-8mm的卵泡內的卵母細胞成熟率較高，直徑小於2mm的則很難成熟且很難完成體外受精，直徑大於8mm的卵母細胞的卵裂率顯著高於2-8mm卵泡中的卵母細胞，但囊胚率並無顯著差異。

卵母細胞與卯丘細胞聯繫的完整性對提高卵母細胞成熟後的受精率和囊胚發育率有重要影響。

3)其他體內因素：利用激素刺激和自然周期得到的卵母細胞在體外培養過程中的成熟率也不一樣。

目前，IVM已有很大進步，並被廣泛應用於臨床，如PCOS患者的卵母細胞體外成熟。

隨著人類輔助生殖技術的發展、建立和精子庫對應的卵子庫已提上議程。

IVM技術與冷凍保存技術相結合建立「未成熟卵母細胞庫」，將為一些高齡、卵巢早衰、性腺切除和放療化療患者提供生殖保險。

現在IVM存在的最主要問題是細胞質與核發育不同步。

IVM中卯母細胞被提早從卵泡中釋放出來後，可自動發生GVBD完成核成熟，但泡漿仍未成熟，從而影響隨後的受精與胚胎髮育。

此外，IVM的遺傳安全性問題也已受到廣泛關注，有人報導，IVM可能導致卵母細胞染色體異常。

但是，隨著卵子成熟機制及各種分化、發育影響因素的逐步闡明和培養條件的優化，IVM的成功率有望提高，IVM將會被更廣泛地應用於生殖醫學，推動輔助生育技術、優生優育和計劃生育等學科和領域的進步，加速破解人類生殖和不育的奧秘。

本文原創於：孕育之家論壇獨家提供。

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