近日,美國哈佛大學Wyss研究所與哈佛醫學院聯合團隊在《科學進展》發表重大成果:首次在體外成功引導人類誘導多能干細胞(iPSC)啟動減數分裂。這一突破為解析人類生殖發育機制、攻克不孕癥難題提供了全新路徑,而超低溫液氮罐等超低溫存儲設備在研究中發揮的樣本保存作用,成為支撐成果落地的關鍵一環。
全球約六分之一的成年人受不孕癥困擾,輔助生殖技術雖不斷迭代,但生殖細胞發育早期的缺陷仍是許多病例的根源,其中減數分裂異常尤為突出。減數分裂是生殖細胞形成的核心過程,其精密性要求極高,任何環節的偏差都可能導致胚胎染色體非整倍體,嚴重影響生育結果。此前,實驗室誘導干細胞進入減數分裂的傳統方法需先轉化為原始生殖細胞(PGC),不僅效率低下,且難以持續推進,成為制約研究的重要瓶頸。
此次研究團隊創新突破傳統路徑,完全跳過PGC階段:通過基因工程改造干細胞,使其啟動減數分裂時發出熒光信號以便實時監測;再結合基因組合篩選與小分子化合物調控,大幅提升誘導效率。經過對64萬余個細胞的高通量測試,團隊最終鎖定BOLL、MEIOC、HOXB5三個關鍵調控基因——其中HOXB5此前未被發現與減數分裂相關,其功能的揭示為研究增添了新的科學維度。
實驗數據顯示,在優化條件下,細胞可在12天內完成減數分裂的細線期和偶線期,15天進入粗線期并實現遺傳物質交換,這是人類細胞首次在體外明確進入這一核心生殖過程。更意外的發現是:將培養溫度從37℃降至34℃(接近睪丸生理溫度)時,無論男性還是女性iPSC來源的細胞,減數分裂效率均顯著提升,這一結論為構建人工卵巢微環境提供了重要參考。
值得關注的是,這類突破性研究的推進離不開穩定的樣本存儲支持。干細胞樣本的長期活性維持對低溫環境要求嚴苛,超低溫液氮罐能提供-196℃的恒定低溫,通過氣相或液相存儲模式減少樣本冰晶損傷,確保研究中細胞特性的一致性。研究團隊在實驗過程中,需定期將誘導不同階段的細胞樣本轉移至容器中保存,為后續基因分析、分裂機制驗證等提供穩定的實驗材料。
對于生殖醫學實驗室而言,選擇適配的存儲設備是提升研究效率的關鍵。根據樣本量和研究需求,合理搭配液氮罐規格型號能優化存儲管理——例如中小規模實驗可選用200L以下容量的設備,大規模樣本庫則需匹配更大容量機型。同時,低溫生物容器作為配套設備,可在樣本轉移過程中提供臨時低溫緩沖,避免溫度波動影響細胞活性,形成從長期存儲到短期轉運的完整低溫保障鏈條。
專家表示,此次研究是邁向“人工配子”技術的關鍵一步,未來隨著誘導體系的完善,有望在實驗室構建完整的生殖細胞發育鏈條。而這一過程中,從干細胞誘導到樣本存儲的全流程質控至關重要,超低溫液氮罐等設備將持續為生殖醫學研究提供可靠的低溫保障,推動更多突破性成果從實驗室走向臨床,為不孕不育家庭帶來切實希望。
來源:環球網科技