研究发现许多体外受精胚胎未能发育的原因

在人类中，受精卵并不能保证繁殖成功。大多数胚胎在受精后几天内停止发育并死亡，通常是因为它们的染色体数量异常。现在，哥伦比亚大学瓦格洛斯医师和外科医生学院的研究人员发现，这些错误大多是由于细胞分裂早期DNA复制的自发错误造成的。

这些发现为人类生殖的基本生物学提供了新的见解，从长远来看，可能会提高体外受精(IVF)的成功率。的研究发表在7月19日的在线杂志《细胞》上。

早期胚胎的挑战任务

人类卵子受精后大约24小时，细胞分裂过程开始。在细胞分裂过程中，整个基因组——46条染色体包含超过30亿对dna碱基对——必须被忠实地复制。重复的染色体组必须被分离，以便每个子细胞都能得到一套完整的染色体。

在许多用于体外受精的人类胚胎中，有些地方出了问题，胚胎中的一些细胞染色体太少或太多。

“对早期胚胎来说，复制基因组是一项具有挑战性的任务，”研究负责人说迪特尔•艾格力她是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院发育细胞生物学(儿科)的迈蒙尼德助理教授。

研究人员长期以来一直认为，错误发生在细胞分裂的最后阶段，当复制的染色体组分离成两个相同的子细胞时。大多数失败都归咎于微管纺锤体的问题，它是将两组染色体分开的装置。

但Egli的研究发现，染色体异常源于细胞分裂过程中基因组DNA复制时发生的错误。他的研究发现，如果DNA复制不精确，纺锤体就会发生故障，将错误数量的染色体放入每个子细胞中。当DNA复制异常时，纺锤体不能正常工作。

“这在以前的研究中很大程度上被忽视了——因为当这是正常发育的重要要求时，胚胎为什么要允许基因组的完整性受到损害呢?”艾格力说。

尽管这些研究是在培养皿中创造的胚胎进行的，包括接受试管受精的个体和不寻求生育治疗的卵子捐献者，但同样的问题可能导致在自然人类生殖中创造的胚胎失败。

DNA错误来源的线索

胚胎中DNA复制错误的来源似乎来自DNA双螺旋结构中的障碍。虽然这些障碍的确切原因还不清楚，但它们会导致DNA复制暂停，甚至停止，从而导致DNA断裂和染色体数量异常。

研究人员发现，在人类胚胎细胞分裂的第一个周期以及随后的细胞分裂中，自发的DNA错误就可能发生。如果早期胚胎中有太多的细胞受到染色体异常的影响，胚胎就不能进一步发育。

试管婴儿

大多数用于体外受精的人类胚胎在受精后几天内停止发育。人类发展的这种低效是成功的生育治疗的障碍。

“许多接受生育治疗的妇女需要多个试管受精周期才能怀孕，有些人根本就没有怀孕。这不仅是非常昂贵的，而且是精神上的负担，”说詹娜Turocy她是哥伦比亚大学生育中心的生育专家，也是这项研究的合著者之一。

研究人员正计划进行更多的研究，观察复制过程中的DNA损伤，希望了解人类生殖系的正常和致病变异。从长远来看，这些研究可能会带来降低接受体外受精患者遗传异常和胚胎磨损风险的方法。