輔助生殖是點亮生育希望的一項重要技術。然而，胚胎移植失敗（RIF）的病因診斷如同“大海撈針”。
中國科學院動物研究所近日發(fā)表于國際學術期刊《細胞》上的一項科研成果顯示，基于微流控芯片的人類胚胎3D植入模型（3D子宮胚胎植入模擬芯片），首次在實驗室里完整復刻人類胚胎著床的全過程，有望探明輔助生殖反復失敗的病因。
檢測流程簡化：模擬胚胎著床的病理異常
在接受輔助生殖技術治療的患者中，約有10%的個體在經(jīng)歷3次胚胎移植后，仍無法實現(xiàn)臨床妊娠。胚胎、子宮內膜、免疫系統(tǒng)等都有可能是失敗因素。
“新技術創(chuàng)新構建子宮內膜模擬體系，再通過模擬胚胎著床的病理異常，更精準查找病因。”中國科學院動物研究所研究員于樂謙說，研究發(fā)現(xiàn)RIF患者的子宮內膜細胞多存在凋亡細胞增多、增殖能力下降等異常，“也就是說，孕育種子的土壤比較貧瘠”。
人類植入和植入失敗3D體外模型總覽圖。（研究團隊供圖）
此外，RIF患者的子宮內膜組織囊胚植入率、植入后胚胎形成羊膜腔和卵黃囊的比例均不及健康人群，這與臨床患者“移植成功但胚胎停育”的表現(xiàn)完全吻合。
研究團隊已經(jīng)驗證：來自經(jīng)血的子宮內膜細胞與活檢樣本的基因表達相似度達94%，用其構建的“人工子宮內膜”，囊胚植入率與活檢樣本構建的模型差異在5%以內。
“這意味著，未來患者只需提供少量子宮內膜樣本，就能構建體外植入模型。”于樂謙說，相比傳統(tǒng)宮腔鏡活檢可能帶來的出血、感染風險，經(jīng)血取樣無創(chuàng)、無痛，患者接受度大幅提升。
觀測胚胎發(fā)育：解鎖胚胎與母體的“對話密碼”
此前，科學家雖能觀察到胚胎與子宮內膜接觸，卻無法明確兩者間的信號交流，如胚胎分泌什么因子“告知”母體準備著床，母體又以何種方式“回應”胚胎。
我國研究團隊還解析了胚胎在附著階段和入侵階段的“對話信號”：附著階段，胚胎分泌的因子與子宮內膜受體結合，打造了促進“附著位點”形成和抑制上皮細胞凋亡的兩條通路，若阻斷，囊胚附著率將下降68%；入侵階段，胚胎與子宮內膜相互分泌因子，促進滋養(yǎng)層細胞增殖。
首次實現(xiàn)人類胚胎著床全過程體外模擬。（研究團隊供圖）
研究團隊成員之一、中國科學院動物研究所研究員王紅梅說，在我們構建的首個體外人類3D子宮模型中，“胚胎主動入侵、母體主動配合”的動態(tài)對話被首次解析。
此外，研究團隊還基于微流控技術構建了分層培養(yǎng)體系，將胚胎發(fā)育模擬延伸至“著床后”關鍵時期，不僅能讓胚胎完成“定位、附著、入侵”的完整流程，還能觀測并判斷出胚胎是否真正發(fā)育。
高效藥物篩選：推動輔助生殖技術更精準
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球約六分之一成年人受不孕不育影響。
“對于整個生殖醫(yī)學領域而言，3D子宮胚胎植入模擬芯片技術實現(xiàn)了基礎研究與臨床應用的無縫銜接，將為臨床醫(yī)生提供更實用的診療工具。”王紅梅說。
從破解著床失敗難題到探索生命起源奧秘，人類輔助生殖技術方興未艾。有業(yè)界專家表示，中國團隊的新發(fā)現(xiàn)將助力人類探索早期發(fā)育異常、妊娠并發(fā)癥乃至部分先天疾病的起源。
體外構建人類3D子宮模型。（研究團隊供圖）
王紅梅表示，研究團隊已完成對1119種美國食品和藥物管理局批準的藥物測試，未來有望為患者提供個性化藥物篩查，推動輔助生殖技術邁入更加精準的新階段。
前方的道路，通往的是對人類生命之初更系統(tǒng)、更深刻的認知，也孕育著守護生命健康的嶄新可能。
策劃：陳芳
統(tǒng)籌：吳晶、王敏、楊洋
記者：彭韻佳
編輯：譚鵬
