近日,日本大阪大學生物信息學中心的研究團隊取得重大突破——在液氮罐實驗室搭建的體外系統(tǒng)中,成功復現(xiàn)小鼠胚胎著床過程,成功率高達95%。該成果發(fā)表于《自然?通訊》期刊,為人類輔助生殖技術的發(fā)展提供了關鍵參考。
研究核心在于一套精準的體外培養(yǎng)體系:團隊從雌性小鼠體內提取子宮內膜組織片段,在模擬體內環(huán)境的實驗室容器中培養(yǎng),同時實現(xiàn)胚胎著床。這一過程中,液氮罐實驗室的低溫存儲能力至關重要——實驗所用的小鼠胚胎及子宮組織樣本,需在深低溫環(huán)境中短期保存以維持活性,而實驗室配備的低溫控制系統(tǒng),為樣本從存儲到培養(yǎng)的無縫銜接提供了穩(wěn)定保障。
團隊還揭示了胚胎著床的分子機制:子宮內的COX-2酶會激活胚胎外細胞中的AKT蛋白,這一互動是著床成功的關鍵。實驗顯示,若用藥物抑制COX-2功能,著床會受阻;但人工激活AKT蛋白后,即使COX-2功能異常,著床仍能正常進行。這一發(fā)現(xiàn)為解析人類胚胎著床失敗的原因提供了新線索。
“人類胚胎著床的瞬間難以直接觀察,且相關實驗存在倫理限制,”團隊負責人MasahitoIkawa教授表示,“小鼠模型的突破,有望幫助我們開發(fā)降低人類輔助生殖著床失敗率的技術或藥物?!?/p>
實驗中,樣本的低溫管理是關鍵環(huán)節(jié)。研究團隊使用的細胞存儲罐,能在深低溫環(huán)境下長期保存小鼠胚胎及子宮組織,確保樣本在轉移至培養(yǎng)系統(tǒng)前保持良好活性。而整個流程中,從樣本解凍到環(huán)境參數調控的精準配合,也體現(xiàn)了現(xiàn)代液氮罐實驗室的高效管理能力——部分環(huán)節(jié)通過自動化液氮罐實現(xiàn)低溫環(huán)境的實時監(jiān)控與調節(jié),進一步提升了實驗的穩(wěn)定性。
目前,全球科研人員正嘗試用誘導多能干細胞(iPS細胞)構建囊胚模型,結合患者子宮內膜組織開展著床研究。相比人類胚胎實驗的倫理爭議,小鼠模型因基因易操控、藥物反應可觀測等優(yōu)勢,成為重要研究載體。
此次突破不僅推動了生殖醫(yī)學基礎研究,也凸顯了低溫存儲設備在生命科學領域的核心價值。液氮罐實驗室作為低溫樣本管理與實驗操作的核心場景,其穩(wěn)定性與精準性將持續(xù)為更多生命科學研究提供支撐,助力攻克人類生殖健康領域的難題。
來源:TheJapanTimes