今日，一支來自日本的科研團隊在《自然》雜誌上發表論文——僅僅在小鼠幹細胞中增強8個轉錄因子的表達，就可以將幹細胞轉變為“類卵母細胞”。這些細胞可以受精，並分裂到胚胎髮育的8細胞階段！

卵母細胞可以被視作是卵子的前身。隨著在體內逐漸成熟，卵母細胞在經歷多個階段的發育後，會形成最終能受精的卵子。卵母細胞的發育對於生命的誕生具有舉足輕重的作用，然而科學家們對其基因調控網路卻知之甚少。

為了探尋卵母細胞發育背後的秘密，科學家們做了初步的表達分析，發現27個可能參與其中的轉錄因子。隨後，他們在胚胎幹細胞中挨個使這些轉錄因子失活，觀察是否會影響相應的發育過程。結果表明，其中8個轉錄因子是關鍵，缺一不可。

如果促進這些轉錄因子的表達，能否也促進幹細胞變成卵母細胞呢？研究人員們在小鼠的多能幹細胞中過表達這些轉錄因子，發現果然可以誘導這些幹細胞產生“類卵母細胞”。他們也因此將其稱為“直接誘導的卵母細胞樣細胞”（directly induced oocyte-like cells）。

“僅僅引入一些轉錄因子，看到這些小鼠幹細胞那麼快、那麼簡單就能變成卵母細胞的形態，最初我是完全不信的，”本研究第一作者浜崎伸彥（Nobuhiko Hamazaki）博士說道，“但重複實驗表明這是真的。發現僅需要8個轉錄因子，就能帶來如此大的變化，令人震驚。”

▲由小鼠幹細胞直接轉變而成的類卵母細胞（圖片來源：參考資料[2]；Credit：九州大學）

與日本理化學研究所（RIKEN）的研究人員們合作，科學家們確認無論是小鼠的胚胎幹細胞，還是誘導的多能幹細胞，都可以用這種方法誘導產生“類卵母細胞”。事實上，在某些實驗裡，最少只需要4個轉錄因子就可以促進這一過程的發生，但實驗的可重複性較差。

值得一提的是，當這些“類卵母細胞”在體外與正常情況下卵母細胞周圍的細胞一同培育時，它們可以發育成結構上類似成熟卵細胞的細胞。但這一過程沒有發生減數分裂，因此染色體的數目與正常卵子並不一致。

儘管如此，科學家們發現這些成熟的“類卵母細胞”在體外與野生型精子結合後，可以受精，併發育至8細胞的階段。超過這一時間點後，發育就會受到影響。

▲成熟的類卵母細胞在體外可以受精並分裂，發育至8細胞階段（圖片來源：參考資料[1]）

研究人員們指出，該研究不但加深了我們對卵子發育的理解，也將為生殖醫學帶來重要工具。“卵母細胞的細胞質對於生殖生物學和醫學而言是寶貴的資源，這一工具能帶來大量卵母細胞的細胞質，而無需侵入性措施的創新方法。”浜崎伸彥博士補充道。

參考資料：

[1] Hamazaki, N., Kyogoku, H., Araki, H. et al. Reconstitution of the oocyte transcriptional network with transcription factors. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-3027-9

[2] Oh so simple: Eight genes enough to convert mouse stem cells into oocyte-like cells, Retrieved December 16, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/ku-oss121420.php

[3] Eight Proteins Turn Mouse Stem Cells into Egglike Cells, Retrieved December 16, 2020, from https://www.the-scientist.com/news-opinion/eight-proteins-turn-mouse-stem-cells-into-egglike-cells-68290

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