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登上国际权威学术期刊!希诺谷研究成果让犬卵母细胞的体外成熟实现重大突破
2022年11月3日,由北京希诺谷生物科技有限公司和中国农业大学共同研发的成果《Progesterone Promotes In Vitro Maturation of Domestic DogOocytes Leading to Successful Live Births》由国际权威杂志《Life》刊登。该研究为犬科动物的卵母细胞的体外成熟提供了重要启示,为最终采用体外成熟卵母细胞制备疾病模型犬及克隆犬等奠定了重要基础。
Life(ISSN2075-1729)于2011年创刊,是MDPI国际性开放获取期刊之一,主要关注生命科学主题相关的最新研究成果。
1.攻克犬卵母细胞体外成熟体系技术难题
犬是最早被人类驯化的动物之一,因其长期生活在与人类完全相同的自然环境中,因此犬对外界环境变化的反应以及生理变化特征与人类十分接近,同时在犬身上发现有超过 350 种性状/遗传疾病与人类一致,几乎是其他动物的 2 倍,是研究人类疾病的理想动物模型。目前,利用基因编辑技术制备人类疾病模型犬已获得突破,但常见方法是利用体内成熟的卵母细胞进行辅助生殖技术,但其技术难度较大、成本较高,这严重影响了基因编辑犬的效率。
利用体外成熟卵母细胞,扩增动物种群是常用的动物辅助生殖技术之一。但由于犬的特殊生理生殖特点,犬卵母细胞的体外成熟研究进展缓慢。此前有相关研究曾使用了体外培养至成熟的卵母细胞,因体外成熟效率较低、卵母细胞发育能力较差,极大的限制了犬体外受精技术的发展。
2017年,北京希诺谷生物科技有限公司与中国农业大学联合发起了优化犬卵母细胞体外成熟体系的研究。
2.诞生首只体外成熟卵母细胞-体外受精活产犬
不同于其他哺乳动物排出的是成熟卵母细胞(MII期),犬排出的是不成熟卵母细胞(GV期),需要在输卵管中停留48~72 h才能成熟。研发团队通过阅读文献,发现在犬的排卵前卵泡、犬发情期外周血中都有高浓度孕酮存在,并且在排卵后犬输卵管上皮有高表达量的孕酮受体。此外,利用孕酮拮抗剂也能推迟犬卵母细胞减数分裂恢复并抑制到达MII期的进程。于是研发团队设计试验,筛选利于犬卵母细胞体外成熟的孕酮浓度,成功获得了首只体外成熟卵母细胞-体外受精活产犬。
此次卵母细胞的来源为动物医院绝育母犬的卵巢,对获得的卵母细胞进行体外成熟培养。通过在培养液的基础上添加不同浓度的P4,探讨孕酮在卵母细胞体外培养中的影响,结果表明,添加 40 μg/mL P4 能够有效提高犬卵母细胞的体外成熟率。
利用优化的犬卵母细胞成熟体系获得犬卵母细胞后通过体外受精技术成功获得了活产的幼犬。据了解,这是世界上第一份证明幼犬可以通过体外成熟和体外受精技术获得活产的研究报告。
3. 为犬辅助生殖技术发展提供有力支撑
犬卵母细胞体外成熟一直是犬科动物繁殖领域的世界级技术难题。此次研究通过添加孕酮显著提高了犬卵母细胞的体外成熟率和质量,建立了一种可以低成本优化犬卵母细胞体外成熟体系的方法,一举攻克了这一技术难题。
这一研究首次报道了利用体外成熟犬卵母细胞进行体外受精,并获得活产儿,提示了体外成熟卵母细胞也具有发育成个体的能力,为之后犬辅助生殖技术进一步开发提供有力支撑,使现代遗传方法更有效地应用于犬,对犬的体细胞核移植,保护濒危犬科动物具有非常重要的意义。同时可以实现疾病模型犬的快速繁育,从而扩大种群数量,缩短实验时间,并为其商业化发展提供了新的可能。