哈佛大學(xué)Wyss Institute羞海、哈佛醫(yī)學(xué)院Department of Genetics和Massachusetts General Hospital Center for Cancer Research、杜克大學(xué)Department of Biomedical Engineering和Department of Computer Science的一眾科學(xué)家合作曲管，創(chuàng)造了一種活的却邓、完整模擬人類卵巢的類器官，可以支持卵細(xì)胞成熟院水、卵泡發(fā)育和性激素的分泌腊徙。據(jù)研究人員稱简十，這種“類卵巢體（ovaroid）”模型能夠研究人類卵巢生物學(xué)，而無需從患者身上獲取組織撬腾，并且能夠開發(fā)針對不孕癥螟蝙、卵巢癌等疾病的新療法。
通過與哈佛大學(xué)技術(shù)開發(fā)辦公室達(dá)成的協(xié)議时鸵，該技術(shù)已被授權(quán)給Gameto公司胶逢，后者正在使用它來開發(fā)治療女性生殖系統(tǒng)疾病的療法。eLife?中詳細(xì)描述了該類卵巢體的研發(fā)過程——“通過轉(zhuǎn)錄因子過表達(dá)將人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（hiPSC）定向分化為功能性卵巢顆粒樣細(xì)胞（Directed differentiation of human iPSCs to functional ovarian granulosa-like cells via transcription factor overexpression）”饰潜。
“人類卵泡的體外模型將極大地有利于女性生殖的研究。卵巢發(fā)育需要生殖細(xì)胞和幾種體細(xì)胞的結(jié)合瘫筐，其中蜜暑，顆粒細(xì)胞（granulosa cells）在卵泡形成和支持卵子發(fā)生中起著關(guān)鍵作用。盡管存在從hiPSC生成人類原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞（human primordial germ cell-like cells策肝，hPGCLCs）的有效方案肛捍，但生成顆粒細(xì)胞的方法一直難以建立”，研究人員寫道驳糯。
研究團(tuán)隊(duì)首先鑒定了?35 個候選轉(zhuǎn)錄因子篇梭，并使用一種稱為“piggyBac 轉(zhuǎn)座”的技術(shù)將編碼這些TF的基因插入到hiPSC的基因組中。在iPSC中誘導(dǎo)其目標(biāo)TF的表達(dá)后酝枢，他們篩選細(xì)胞以查看哪些細(xì)胞會產(chǎn)生一種稱為FOXL2的蛋白質(zhì)恬偷，這是顆粒細(xì)胞的已知標(biāo)志。他們確定了與FOXL2表達(dá)相關(guān)的六個最高效TFs：NR5A1帘睦、RUNX1/RUNX2袍患、TCF21坦康、GATA4、KLF2和NR2F2诡延。然后他們測試了這些高效候選者的不同組合滞欠，發(fā)現(xiàn)NR5A1和 RUNX1或RUNX2始終上調(diào)FOXL2的表達(dá)。這些組合還驅(qū)動了兩種稱為AMHR2和CD82的蛋白質(zhì)的表達(dá)肆良，它們是在顆粒細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)的表面標(biāo)志物筛璧。然后，研究人員查看了他們這種新細(xì)胞的完整轉(zhuǎn)錄組惹恃，發(fā)現(xiàn)它們表達(dá)了許多已知在顆粒細(xì)胞中活躍的其他基因夭谤。將他們的數(shù)據(jù)與其他對人類胎兒卵巢細(xì)胞的研究進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞在基因表達(dá)方面與妊娠12 周時人類卵巢中的顆粒細(xì)胞最相似——但使用他們的這種新方法只用了5天就生成了該細(xì)胞巫糙。該團(tuán)隊(duì)也確保了這些新的顆粒樣細(xì)胞能夠復(fù)制正常的顆粒細(xì)胞功能朗儒。 其中一項(xiàng)功能是從前體分子雄烯二酮中產(chǎn)生雌二醇，這種物質(zhì)在卵巢中受到促卵泡激素（FSH）的刺激產(chǎn)生参淹。研究人員用雄烯二酮處理他們的顆粒樣細(xì)胞醉锄，然后添加FSH。結(jié)果表明浙值，這些細(xì)胞在不添加FSH的情況下成功地從雄烯二酮中產(chǎn)生出雌二醇恳不，并且在添加FSH時增加了它們的產(chǎn)量。同時开呐，它們還產(chǎn)生黃體酮妆够，這是顆粒細(xì)胞在排卵后所分泌的。
“在這里负蚊，我們報告，同時過表達(dá)兩種轉(zhuǎn)錄因子可以促進(jìn)hiPSC向顆粒樣細(xì)胞的分化颓哮。我們闡明了幾種顆粒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)作用家妆，并確定NR5A1和RUNX1或RUNX2的過表達(dá)足以產(chǎn)生顆粒樣細(xì)胞。我們的顆粒樣細(xì)胞具有類似于人類胎兒卵巢細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組冕茅，并囊括了關(guān)鍵的卵巢表型伤极，包括卵泡形成和類固醇生成∫躺耍”
之后哨坪，研究團(tuán)隊(duì)在將它們的顆粒樣細(xì)胞與hPGCLC共培養(yǎng)四天后，所形成的“類卵巢體”開始產(chǎn)生一種叫做DAZL的蛋白質(zhì)乍楚，它是已經(jīng)開始成熟的生殖細(xì)胞的標(biāo)志物当编。相比之下，用小鼠體細(xì)胞制成的類卵細(xì)胞直到第32天才表達(dá)DAZL徒溪。人類生殖細(xì)胞的壽命不足以進(jìn)一步發(fā)育成卵細(xì)胞忿偷，但“類卵巢體”在大約16天后開始形成由顆粒狀細(xì)胞組成的空卵泡狀結(jié)構(gòu)金顿，盡管并沒有卵細(xì)胞存在。到第70天鲤桥，“類卵巢體”內(nèi)形成了許多大小不一的卵泡揍拆，其中一些卵泡發(fā)育成多層，具有成熟卵泡的特征茶凳，能夠支撐卵子嫂拴。
“當(dāng)與hPGCLCs匯聚在一起時贮喧，我們的細(xì)胞能夠形成卵巢樣類器官（ovaroids筒狠，類卵巢體）并且可以支持hPGCLC從遷移前階段發(fā)展到性腺階段，這是通過誘導(dǎo)DAZL的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的塞淹。該模型系統(tǒng)地為研究人類卵巢生物學(xué)提供了新的機(jī)會窟蓝，并能夠促進(jìn)女性生殖健康療法的發(fā)展”テ眨”
“我們生產(chǎn)具有完整功能的人類類卵巢體的新方法比現(xiàn)有的人/小鼠混合方法快幾倍运挫，并且復(fù)現(xiàn)了這些器官的許多關(guān)鍵功能，標(biāo)志著我們在實(shí)驗(yàn)室研究女性生殖健康的能力向前邁出了重要一步套耕。在未來谁帕，類似的技術(shù)還可以通過從自身卵子不能存活的人身上培養(yǎng)卵細(xì)胞來治療不孕癥”，共同第一作者M(jìn)errick Pierson Smela如是說冯袍。
“自己創(chuàng)造顆粒細(xì)胞是一項(xiàng)重大成就匈挖，但僅用顆粒細(xì)胞制造類卵巢體并不能告訴我們?nèi)魏侮P(guān)于它們支持生殖細(xì)胞成熟的能力，而這正是我們希望能夠在體外進(jìn)行研究的”康愤，共同第一作者Christian Kramme博士說儡循，他是Gameto細(xì)胞工程副總裁，也是Wyss Institute和哈佛醫(yī)學(xué)院Church研究組的已畢業(yè)研究生征冷≡裣ィ“之前已經(jīng)使用hPGCLCs和小鼠體細(xì)胞進(jìn)行了這個研究的前期探索，但有了這項(xiàng)新技術(shù)检激，我們現(xiàn)在有能力用一個完整的人類模型來完成它肴捉。”
Wyss團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)開發(fā)他們的人類類卵巢體模型叔收，并計(jì)劃整合其他卵巢細(xì)胞類型齿穗，包括產(chǎn)生激素的卵泡膜細(xì)胞（theca cells），以更充分地復(fù)制人類卵巢的復(fù)雜功能饺律。他們還希望改進(jìn)他們的培養(yǎng)系統(tǒng)窃页，讓他們的生殖細(xì)胞充分發(fā)育成卵細(xì)胞，并確定不同轉(zhuǎn)錄因子的最佳使用劑量。與此同時腮出，Gameto與領(lǐng)先的國家生育診所開展了人類卵子成熟衍生共培養(yǎng)系統(tǒng)的臨床前研究帖鸦。
Reference：
https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/fully-human-ovarian-organoid-that-supports-egg-cell-maturation-created-by-laboratory-researchers/
https://www.news-medical.net/news/20230221/First-fully-human-ovarian-organoids-provide-insights-about-female-reproductive-health-and-disease.aspx
