卵巢负责形成人类和其他哺乳动物生殖所需的卵子。在卵巢中发育成熟后，卵子就会被释放到输卵管中，在那里它可能会与精子相遇并完成受精作用。
然而，目前科学家们对于卵子是如何在卵巢中形成的还知之甚少。这很大程度上是因为卵巢难以获取，因此很难在卵巢上进行相关实验。
卵巢的发育需要生殖细胞和几种类型的体细胞的结合。其中，颗粒细胞在卵泡形成和支持卵子发生中起着关键作用，但生颗粒细胞的方法一直难以捉摸。
卵子的培育是女性生殖的核心过程，其基本功能单位是卵巢中的卵泡，因此，如果能从人诱导多能干细胞（hiPSC）中构建全人源卵泡体外模型，将极大地促进女性生殖、表观遗传学和人类发育研究。
2023年2月21日，哈佛大学乔治·丘奇（GeorgeChurch）团队在eLife期刊发表了题为DirecteddifferentiationofhumaniPSCstofunctionalovariangranulosa-likecellsviatranscriptionfactoroverexpression的研究论文。
该研究将人类诱导性多能干细胞定向分化为有功能的、全人源卵巢类器官，能够支持卵细胞成熟、发育卵泡并分泌性激素。这一卵巢类器官无需从患者体内获取卵巢组织的情况下用于研究人类卵巢生物学，以及开发治疗不孕症、卵巢癌等疾病的新疗法。
据悉，该技术已经授权给了一家名为Gameto的生物技术公司，该公司正在使用这一卵巢类器官技术开发治疗女性生殖系统疾病的新疗法。
在这项研究中，乔治·丘奇实验室根据之前的研究和遗传数据找到了35个可能与颗粒细胞形成有关的35个转录因子，然后对它们进行随机组合测试。
结果显示，找到了与人类胎儿卵巢细胞相似的转录组的颗粒样细胞，并涵盖了关键的卵巢表型。
更高效的全人源卵巢类器官构建流程
更重要的是，将这些从人诱导性多能干细胞诱导而来的颗粒样细胞与人原始生殖细胞样细胞结合，能够形成卵巢类器官，帮助卵子发育。
人卵巢类器官中发育6天（左）和26天（右）的卵泡样结构
经过70天的发育，人卵巢类器官形成了卵泡结构，其特征是颗粒细胞环绕中央空腔排列
这些发现可以帮助研究人员建立稳定的系统来研究颗粒细胞在人类卵巢中的行为和功能，从而带来关于生殖健康的新见解。该卵巢类器官模型系统也将为研究人类卵巢生物学提供独特机会，有助于促进女性生殖健康疗法的发展。
论文共同第一作者MerrickPiersonSmela表示，该论文中构建全人源卵巢类器官的方法，比以前的方法要快上好几倍。而且这一全人源卵巢类器官能够复制卵巢的许多关键功能，这标志着在实验室研究女性生殖健康的能力向前迈进了一大步。
在未来，这一技术还可能进一步发展，帮助那些卵子不发育或无法存活的女性培育卵子，从而治疗不孕症。
目前，乔治·丘奇实验室正在继续开发人类卵巢类器官模型，并计划整合其他卵巢细胞类型，包括产生激素的膜细胞，以更全面地复制人类卵巢的复杂功能。
他们还希望改进培养系统，让生殖细胞能够在其中完全发育成卵子。与此同时，Gameto公司也已经开始进行人类卵子成熟共培养系统的临床前研究。
参考资料：
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