（本博客是對Madani等人最近發(fā)表的綜述的簡短概要，Madani et al.,Cell Reprog. 2022 May 3, doi: 10.1089/cell.2022.0012. 在線版本早于印刷版本。）

引言

       正如多次提到的，全球范圍內(nèi)的體外受精的整體效率停滯不前甚至有所下降。Gleicher等人在其2019年發(fā)表的開創(chuàng)性論文中詳細(xì)分析了導(dǎo)致這令人失望的趨勢的因素。作者列出了幾個可能導(dǎo)致令人失望的結(jié)局的因素。其中包括不加選擇地使用附加技術(shù)，包括胚胎選擇方法，以及有爭議的囊胚培養(yǎng)結(jié)果也被列出。

       對于后者，在最好的診所中取得的重大成果清楚地表明這一原則是正確的，但許多診所忽視了大量的技術(shù)細(xì)節(jié)，包括適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w、濕度和整個培養(yǎng)期間的穩(wěn)定、不受干擾的環(huán)境。遺憾的是，基礎(chǔ)研究的急劇減少以及有關(guān)技術(shù)問題的極少發(fā)表活動導(dǎo)致了人們對改進缺乏興趣和對細(xì)節(jié)缺乏關(guān)注。目前，幾乎所有與胚胎培養(yǎng)有關(guān)的研究都集中在選擇最好的胚胎進行移植，而忽略了這樣一個事實，即在一個受損的胚胎培養(yǎng)系統(tǒng)中，即使是最好的胚胎也是有缺陷的。

       在這種不利的情況下，可能幾十年過去，也很難有一個開創(chuàng)性的新想法，也沒有一種迫切需要而又能突破性改善結(jié)局的替代方法。，即使恰如其分地使用傳統(tǒng)方法，也有其局限性。我們不應(yīng)該只是接受這些限制，而是必須找到一個新的，更有效的方法。

       Madani等人在2022年發(fā)表的論文“An Alternative Way to Improve Mammalian EmbryoDevelopment In Vitro: Culture of Zona Pellucida-Free Embryos”中概述了一種可能的替代方法：從第1天到第5天不含透明帶的胚胎體外培養(yǎng)。

透明帶在體內(nèi)的作用

       透明帶是人類和大多數(shù)哺乳動物包裹卵母細(xì)胞和著床前胚胎的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)。透明帶雖然不含活細(xì)胞，看上去是不變的，但其結(jié)構(gòu)隨時間和空間而改變。它由不同的層組成，其滲透性和機械/生物抗性在受精后迅速變化，在著床前發(fā)育過程中保持持續(xù)變化。

它在胚胎發(fā)育中的主要作用是：
-促進精子獲能和保護卵母細(xì)胞避免多精入卵。
-防止機械損傷，也可使胚胎從單細(xì)胞到致密期間保持細(xì)胞聚集。
-通過選擇滲透性和對微生物形成物理屏障，防止有害的化學(xué)和生物物質(zhì)影響。
-在發(fā)育早期保護胚胎免受母體免疫系統(tǒng)的攻擊。

         然而，臨近囊胚期時，透明帶的作用變得多余，最終阻礙著床。正如“摩爾人已經(jīng)履行了他的職責(zé)，摩爾人可以走了”（席勒）。相應(yīng)地，在子宮內(nèi)酶和滋養(yǎng)層細(xì)胞的共同努力下，透明帶被緩慢地溶解并消失無蹤。

我們在體外培養(yǎng)時需要透明帶嗎？

       暫行的答案是：需要，也不需要。受精前需要，受精后不需要。究竟如何，情況有點微妙。

       在受精之前，我們對透明帶存在的重要性知之甚少。在家畜和實驗動物中，無透明帶的卵母細(xì)胞通常被丟棄（主要是由于采集和處理過程過于劇烈的結(jié)果）。在人類中，胚胎學(xué)家可能會試圖拯救無透明帶的卵母細(xì)胞。有報道稱，通過人工授精和ICSI成功地培育出了健康的嬰兒，但數(shù)據(jù)很少，無法得出系統(tǒng)的合理結(jié)論。顯然，無透明帶的卵母細(xì)胞是脆弱的，轉(zhuǎn)移它們和對它們進行ICSI操作意味著技術(shù)上存在挑戰(zhàn)，所以胚胎學(xué)家們會盡最大的努力保持透明帶完整，或在ICSI過程中只造成輕微損傷。

       在受精之后，目前的胚胎培養(yǎng)系統(tǒng)是基于胚胎透明帶完整。平坦的培養(yǎng)表面可能導(dǎo)致無透明帶的卵裂球解體，共培養(yǎng)又可能導(dǎo)致胚胎聚集和形成嵌合體。從路易絲·布朗開始，我們一直努力將胚胎保持在透明帶內(nèi)，直到囊胚擴張階段，然后高興地看著它們在不斷的擴張和破裂中“掙扎”著孵化，因為以前使用的“輔助孵化”程序似乎沒有任何有益的效果。

       但在體外培養(yǎng)過程中真的需要透明帶嗎？在機械保護方面，使用適當(dāng)大小和形狀的半獨立化微孔培養(yǎng)（如韋拓生物的微孔培養(yǎng)皿）可以防止機械損傷、胚胎聚集和卵裂球解體。培養(yǎng)液是無菌，不需要生物或化學(xué)屏障，而有害物質(zhì)通常存在于母體和輸卵管液中。在實驗動物上觀察到對透明帶對早期胚胎有潛在有害影響，在囊胚移植后不會有危險。

但是，為什么我們要解決無透明帶胚胎培養(yǎng)呢？

       這種方法有任何潛在的或已被證明的益處嗎？是的，確實有。

       遺憾的是，透明帶似乎并不喜歡體外環(huán)境。在體內(nèi)，透明帶在精子穿透后會出現(xiàn)短暫硬化，而在體外則成為一種持續(xù)且更劇烈的變化。整個透明帶的結(jié)構(gòu)被重新排列，變得堅硬，對生物和化學(xué)物質(zhì)的滲透性降低。這可能導(dǎo)致整個培養(yǎng)過程中出現(xiàn)問題，比如營養(yǎng)供應(yīng)減少，更重要的是，生長因子和其他配體的交流減少。

       另一個不小的問題是孵化。透明帶不是溫和的溶解，而是頑強地抵抗正在擴張的胚胎孵出的企圖。在胚胎需要所有的儲備來進行分化和植入的困難時期，這場艱苦的斗爭是消耗能量的。雖然在一個合適的胚胎培養(yǎng)系統(tǒng)中，大多數(shù)胚胎都能存活下來，但為什么要讓它們本就充滿挑戰(zhàn)的體外生存增加更多的困難呢？

有沒有一種快速且無害的透明帶去除方法？

       有。在鏈霉蛋白酶中進行短暫的消化，然后用含有蛋白質(zhì)的培養(yǎng)液中和蛋白酶，效率接近100%。在我們的實驗室里，它已經(jīng)被用于數(shù)百萬計的牛和豬的胚胎。對于這一處理具有耐受性的卵母細(xì)胞和胚胎（微乎其微）可能原本就存在發(fā)育障礙。經(jīng)過過渡期的變形后，所有的卵母細(xì)胞和胚胎恢復(fù)其原始形狀并繼續(xù)正常發(fā)育。同樣的方法在對人體樣本的幾次嘗試中也取得了成功。

潛在的好處是什么？

       在牛、豬、羊、水牛、馬等動物身上，只要是在微孔培養(yǎng)皿中進行過無透明帶手工克?。℉MC）胚胎培養(yǎng)的地方，其發(fā)育水平都令人印象深刻——可以與透明帶完整的體外受精或孤雌激活胚胎相媲美。甚至無透明帶的克隆豬胚胎發(fā)育更好，胚胎細(xì)胞數(shù)量高于透明帶完整的傳統(tǒng)克隆豬胚胎。移植后，無透明帶的胚胎比傳統(tǒng)的克隆胚胎有更高的妊娠率、更多的產(chǎn)仔數(shù)和更健康的后代。

       這些都是間接證據(jù)。人類胚胎培養(yǎng)是否需要透明帶還沒有系統(tǒng)的比較。

       然而，我們談?wù)摰氖菙?shù)百萬沒有透明帶的家畜胚胎，成百上千的后代顯示出色的結(jié)局。我們深知，對我們的提議進行的徹底變革需要謹(jǐn)慎。此外，可能會面臨法規(guī)和制度的障礙。

       我們不建議任何人違反法規(guī)。然而，合理的新建議也應(yīng)該找到一種方法進行測試。在微孔培養(yǎng)皿中培養(yǎng)第1天到第5天的無透明帶胚胎，是一種潛在的提高體外胚胎質(zhì)量的有效方法，有可能獲得更多成功的周期和更健康的嬰兒。沒錯，我們需要循序漸進并且謹(jǐn)慎，盡管如此，我們?nèi)孕枰斑M。