女性生育能力下降快的原因
10月9日,加州大学旧金山分校和旧金山陈·扎克伯格生物中心的研究团队在 《科学》杂志上发表称,该团队发现卵子周围的环境——支持细胞、神经和结缔组织——也会随着年龄的增长而发生变化。了解这些变化不仅可能是延长生育能力的关键,也是改善健康状况的关键。
几十年来,科学家们一直将卵子质量下降视为主要罪魁祸首。但该研究团队的一项新研究表明,问题远不止卵子本身:卵巢周围的细胞和组织在卵子成熟和生育力衰退的速度中起着至关重要的作用。
“我们长期以来一直认为卵巢衰老仅仅是卵子质量和数量的问题,” 这项研究的资深作者、加州大学旧金山分校妇产科和生殖科学教授Diana Laird博士说道。
许多与年龄相关的疾病的风险在绝经或卵巢切除后会增加,而延缓卵巢衰老可能有助于降低这些风险。
1.养育一颗卵细胞需要整个生态系统
Laird和她的同事们着手研究小鼠和人类卵巢的正常衰老过程。
首先,他们开发了一种新的三维成像技术,使他们能够直观地观察卵巢中的卵子,而无需像以前那样将卵巢切成薄片。
在相当于人类30至40岁的小鼠中,他们观察到,处于储备状态的未成熟休眠卵子数量和开始成熟排卵的生长卵子数量都急剧下降。
而且,就像30多岁的女性一样,这些小鼠通过体外受精(IVF)也不容易受孕。
当科学家们将他们的3D成像技术扩展到人类卵巢时,他们发现了一个意想不到的发现:卵子并非均匀地分布在整个卵巢中。
相反,它们聚集在被无卵区包围的“口袋”中。随着年龄的增长,这些口袋中卵子的密度会下降。
这真是令人惊讶——根据我们在发育中的卵巢中观察到的情况,我们原本以为卵子会分布得更均匀,这些囊袋表明,即使在一个卵巢内,卵子周围的环境也可能影响其存活时间和成熟程度,Laird说道。
接下来,研究人员与Biohub的Neff团队合作,研究卵巢细胞在衰老过程中哪些基因处于活跃状态。
人类卵巢组织很难获得,而卵子又很大,而且极其脆弱。
因此,该团队没有使用标准的微型设备来分离和标记细胞以测序其活性基因,而是煞费苦心地手工分离单个卵子,将它们与其他细胞区分开来。
在研究了近 100,000个小鼠和人类细胞后,他们发现了卵巢中存在的11种主要细胞类型,其中包括一种令人惊讶的细胞类型:神经胶质细胞,一种通常与神经相关的支持细胞,在大脑中得到最广泛的研究,它存在于卵巢中。
同时,该研究还发现,交感神经——参与“战斗或逃跑”反应的神经——在卵巢中形成密集的网络,并且随着年龄的增长变得更加密集。
当研究人员切除小鼠的这些神经时,小鼠的储备卵子增多,但成熟的卵子减少,这表明交感神经参与决定卵子何时开始生长。
综合起来,对神经胶质细胞和交感神经的观察表明神经系统在卵巢健康中发挥着新的作用。
其他被称为成纤维细胞的支持细胞也会随着年龄的增长而发生变化,引发 50 多岁女性卵巢的炎症和疤痕形成——比肺或肝等器官出现这种疤痕的时间要早几年。
“这一切都指向了一条关于神经、血管和其他细胞类型如何与卵子沟通的全新研究方向,”Laird说。“它告诉我们,卵巢衰老不仅仅与卵子细胞有关,还与卵子整体的生态系统有关。”
2.对生育能力及其他方面的影响
对于研究人员来说,这项新研究最重要的收获之一就是人类和小鼠卵巢的相似性。
“到目前为止,我们尚不清楚小鼠是否可以作为人类卵巢的模型——我们的生殖窗口期差异很大,”Laird说。
“但我们在这项研究中看到的相似之处,让我们有信心在小鼠身上取得进展,并将这些经验应用于人类。”
此外,新的卵巢健康随时间变化路线图为探究卵巢衰老在不同情况下如何变化提供了一个起点。
Laird表示,她的团队已经开始研究某些药物是否可以改变卵巢衰老的时间或速度。
最终,他们希望找到减缓或延缓卵巢衰老的方法,从而影响生育能力以及其他疾病,例如绝经后女性常见的心血管疾病。
“青春之泉实际上可能是卵巢,”加州大学旧金山分校博士后研究员、该研究的共同第一作者Eliza Gaylord博士说。“延缓卵巢衰老可以促进整体更健康的衰老。”
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