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科学家发现体外受精高成功率新方法

近日,科学家发现试管受精可以预测由女性卵子和男性精子结合的受精卵在细胞-1阶段、前30小时内胚胎发育的结果,以及观察人类体外受精胚胎的染色体是否异常。这一发现发表在《自然通讯》杂志上,该研究结果可以提高试管婴儿的成功率,试管婴儿成功率许多年来一直徘徊在30 - 35%左右。据估计,50 - 80%的体外受精胚胎染色体会产生异常,通常会引起怀孕不成功,最终导致流产。

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这项研究分析表明:通过观察第一次有丝分裂阶段的持续时间(短期的细胞周期)发现,大约在8-细胞期可以识别胚胎染色体正常与异常。最重要的是,通过观察单个细胞发育水平发现胚胎中的染色体构成与构成染色体的12基因之间的关联。这些基因可能来自配子(卵子或精子),在人类发育的早期阶段可以用来预测胚胎染色体是否正常。


由于这些发现,临床医生和胚胎学家可以更快速识别可以植入的最健康的胚胎并减少植入前胚胎在实验室培养的时间。胚胎植入通常需要三到五天,这对试管受精领域来说是一个挑战,因为染色体异常直到五或六天可能才会被发现。


“许多夫妻选择晚育,这一趋势将会一直持续下去,”Chavez助教说,“试管受精尝试失败会对希望怀孕的妇女产生情感上的影响,也会对一个家庭的花费产生影响。一个试管婴儿每周期的花费达到成千上万美元。我们的研究结果也给正在努力组建家庭的夫妇带来希望。”Chavez说。


本研究建立在先前的研究基础之上,在先前的研究中,Chavez和他的同事们决定,前三个细胞有丝分裂的时间间隔,再加上细胞碎片的存在与否(这是一种未知起源的现象被认为是非细胞碎片并影响大约50%或更多的体外受精胚胎),基本上可以通过4-细胞期延时成像分析来区分正常与异常胚胎染色体。


目前的研究利用取得了重大进展的单细胞基因分析和无创成像方法,并在同一个人类胚胎中首次同时结合完整的染色体构造,单细胞基因表达和延时成像进行了分析。


本研究使用了19对夫妇的117个人类受精卵,母亲的年龄平均在33.7±4.3岁左右。经斯坦福大学书面知情同意后,在其再造生物库中研究人员在从先前的试管受精周期中获得大量的人类胚胎。通过单细胞基因表达分析的测量,Chavez和他的同事使用计算机辅助数学模型发现了一种发育相关基因,该基因在第一次细胞分裂之前被激活该基因可预测胚胎染色体是否正常。


“随着辅助生殖的空前高涨,我们希望帮助更多的家庭能够成功怀孕,”Chavez说。“在世界各地试管婴儿已经帮助了无数女性,我们现在的技术和研究目的是提高夫妻拥有自己的亲生孩子的机率。这一发现可能会帮助这些夫妇增加机会。”


目前还不清楚体外长期培养对胚胎和遗传异常是否产生影响,这需要进一步研究。研究人员说未来的研究还应该关注作为一种非侵入性生物标志物的潜在来源--受精卵,受精卵可前瞻性预测染色体状态并避免体外胚胎长期培养受到的潜在损害。


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