近日,美国哈佛大学Wyss研究所与哈佛医学院联合团队在《科学进展》发表重大成果:首次在体外成功引导人类诱导多能干细胞(iPSC)启动减数分裂。这一突破为解析人类生殖发育机制、攻克不孕症难题提供了全新路径,而超低温液氮罐等超低温存储设备在研究中发挥的样本保存作用,成为支撑成果落地的关键一环。
全球约六分之一的成年人受不孕症困扰,辅助生殖技术虽不断迭代,但生殖细胞发育早期的缺陷仍是许多病例的根源,其中减数分裂异常尤为突出。减数分裂是生殖细胞形成的核心过程,其精密性要求极高,任何环节的偏差都可能导致胚胎染色体非整倍体,严重影响生育结果。此前,实验室诱导干细胞进入减数分裂的传统方法需先转化为原始生殖细胞(PGC),不仅效率低下,且难以持续推进,成为制约研究的重要瓶颈。
此次研究团队创新突破传统路径,完全跳过PGC阶段:通过基因工程改造干细胞,使其启动减数分裂时发出荧光信号以便实时监测;再结合基因组合筛选与小分子化合物调控,大幅提升诱导效率。经过对64万余个细胞的高通量测试,团队最终锁定BOLL、MEIOC、HOXB5三个关键调控基因——其中HOXB5此前未被发现与减数分裂相关,其功能的揭示为研究增添了新的科学维度。
实验数据显示,在优化条件下,细胞可在12天内完成减数分裂的细线期和偶线期,15天进入粗线期并实现遗传物质交换,这是人类细胞首次在体外明确进入这一核心生殖过程。更意外的发现是:将培养温度从37℃降至34℃(接近睾丸生理温度)时,无论男性还是女性iPSC来源的细胞,减数分裂效率均显著提升,这一结论为构建人工卵巢微环境提供了重要参考。
值得关注的是,这类突破性研究的推进离不开稳定的样本存储支持。干细胞样本的长期活性维持对低温环境要求严苛,超低温液氮罐能提供-196℃的恒定低温,通过气相或液相存储模式减少样本冰晶损伤,确保研究中细胞特性的一致性。研究团队在实验过程中,需定期将诱导不同阶段的细胞样本转移至容器中保存,为后续基因分析、分裂机制验证等提供稳定的实验材料。
对于生殖医学实验室而言,选择适配的存储设备是提升研究效率的关键。根据样本量和研究需求,合理搭配液氮罐规格型号能优化存储管理——例如中小规模实验可选用200L以下容量的设备,大规模样本库则需匹配更大容量机型。同时,低温生物容器作为配套设备,可在样本转移过程中提供临时低温缓冲,避免温度波动影响细胞活性,形成从长期存储到短期转运的完整低温保障链条。
专家表示,此次研究是迈向“人工配子”技术的关键一步,未来随着诱导体系的完善,有望在实验室构建完整的生殖细胞发育链条。而这一过程中,从干细胞诱导到样本存储的全流程质控至关重要,超低温液氮罐等设备将持续为生殖医学研究提供可靠的低温保障,推动更多突破性成果从实验室走向临床,为不孕不育家庭带来切实希望。
来源:环球网科技