卵母细胞体外成熟的机制与临床应用

添加卵泡刺激素 （FSH）培养
添加人绒毛膜促性 腺激素（hCG）培养
联合使用FSH和hCG 当体外培养卵母细胞时，联合使用FSH和hCG可进一步 提高获卵数、卵母细胞成熟率、种植率和临床妊娠率
三、卵母细胞体外成熟技术的优化和 临床应用评估
一般来讲，未成熟卵子需要在体外培养24～48小时，国际报道 的成熟率可以达到60～75%。这些体外成熟卵子可以体外受精 发育成胚胎，进行宫腔移植。
图1 调节垂体生长激素释放（引自 Kojima M and Kangawa K,2005)
图2 人和大鼠Ghrelin的结构（引自 Kojima M and Kangawa K,2005)
2 Ghrelin的结构及其分布
调节细胞 增殖分化
影响食物摄 入、睡眠和 行为
影响心脏 功能与血 管阻力
刺激GH、 ATCH、PRL 的分泌
卵巢多囊综合征 （PCOS）患者
目 前 应 用
卵巢高度反应有卵巢过度 刺激综合征（OHSS）病史
卵巢不适于药物刺激而本 身又没有成熟卵泡生长 对自然周期IVF治疗同时取 出其余小卵泡（IVF/IVM）
一、卵母细胞体外成熟的定义、应用及其 发展现状
3、体外成熟技术安全吗？
这同样也是我们医护人员们最为关心 的问题。 IVM出生的孩子遍布世界各地， 目前全世界大概有5000～10000名体外成熟 卵试管婴儿健康成长。其妊娠率可达到与 体内成熟卵相当（35～50%）。结果表明， 较其他辅助生殖技术，IVM技术并没有增加 子代异常的风险 但是，毕竟卵母细胞体外成熟技术， 将使卵子暴露于体外条件更长时间，理论 上增加了卵子受培养环境影响的风险，在 基因编程、表观遗传学、伦理学等方面， 还需要更加深入的研究和探索。因此目前 该技术只是适用于特殊人群，还没有普及 到每一例试管婴儿
（图：胚胎发育的不同阶段）
三、卵母细胞体外成熟技术的优化和 临床应用评估
1、卵母细胞体外成熟技术的优化
培养液的优化： 将未成熟的小窦状卵泡从人体内取出后，卵母细胞所处环境即发 生变化，与其直接接触的培养液成分将对卵母细胞的发育、成熟、 受精能力等产生重要的影响。
适当添加促性腺激素Gn 有助于获取高质量的IVM的卵母细胞 添加促性腺激素释放激 可促进人IVM的卵母细胞的成熟和排卵 素GnRHa 添加表皮生长因子EGF 添加减数分裂抑制剂 添加cAMP因子 可增加人IVM的成功率 可延迟IVM的卵母细胞减数分裂的恢复 可促进减数分裂的发生，有利于IVM的卵 母细胞的发育
2褪黑素受体及其信号通路
MT1和MT2褪黑素受 体信号通路： A:褪黑素和MT1受体 结合后激活两条通 路，通过Gq偶联受 体α-亚单位抑制 cAMP的合成及通过 βr亚单位增强憐酸 肌醇的分解。 B：MT2褪黑素和结 合后的信号通路。
3 褪黑素对卵母细胞成熟的影响
褪黑素具有抗氧化活性，褪黑素能通过多条途径降低氧 化应激，是一种高效的自由基清除剂。 图为褪黑素在卵泡中的作 用示意图。 褪黑素可以调控卵泡壁细 胞和颗粒细胞固醇类合成 酶的表达而影响类固醇激 素的分泌。褪黑素同时可 以调控LHmRNA的表达， Bcl2和Casp3的生成，IGF和 TGF-β的活性和成熟透导激 素的活性。褪黑素能调节 颗粒细胞SOD、Gpx和CAT 的表达。过多ROS的会引 起凋亡和卵泡闭锁，而卵 泡内的视黑素可以直接或 间接清除ROS而抑制卵泡 闭锁，从而使卵泡继续发 育为优势卵泡。
卵母细胞体外成熟的 机制与临床应用
主讲人：郑月慧 南昌大学江西医学院 2017年7月8日
我将从以下三个方面陈诉：
一、卵母细胞体外成 熟的定义、应用及其 发展现状 二、卵母细胞体外成 熟的机理及其调控 三、卵母细胞体外成 熟技术的优化和临床 应用评估
一、卵母细胞体外成熟的定义、应用及其 发展现状 IVM Treatment
三、卵母细胞体外成熟技术的优化和 临床应用评估
1、卵母细胞体外成熟技术的优化
授精方式的优化：
体外成熟卵子的体外授精：既可采用常规体外授精技术完 成受精，或用单精子卵胞浆内注射（ICSI）技术授精。为了 提高受精率，卵子体外成熟后一般建议选择ICSI授精方式。
单精子显微注射流程图
三、卵母细胞体外成熟技术的优化和临床 应用评估
1、什么是卵母细胞的 第一步：取出 未成熟卵母细胞 体外成熟技术？
体外培养至成熟
卵母细胞的体外成 熟技术(IVM)是一项辅助 生殖技术，简单地讲就 是，将卵巢小卵泡中的 未成熟卵子取出，放在 模拟体内卵泡微环境的 培养液中进行体外培养 到成熟阶段，排出第一 极体，再进行体外授精 技术帮助受精，体外受 精过程与体内成熟的卵 子大同小异。
白黎芦醇能改善卵 母细胞线粒体的功能；
白黎芦醇减少纺锤 体染色体的异常率从而 改善卵母细胞的质量
图一
10X
20X
40X
图二
10X
40X
40X
LH通过EGF旁分泌作用介导卵丘细胞Activinβ A、FS 表达调控卵母细胞核成熟模式图
二维培养
三维培养
“两步法”
3、IVM实施方案 • 根据Gn使用情况，将IVM实施方案大致分为以下几种：
经典IVM方式 最早的IVM技术方案中不加入任何Gn。当卵泡直径达 到10～12 mm而未形成优势卵泡时结束培养。该方案 不仅适用于PCOS患者，还适用于排卵正常的个体 FSH对卵泡发育和卵母细胞成熟十分重要，FSH水平不 足或缺乏会影响排卵。在培养时加入小剂量FSH可增加 获卵数、体外培养成熟率以及妊娠率。一般在体外培 养的第3天加入100～150 U的FSH，连续3d至卵泡达到 10～12 mm 在培养时，加入hCG（一般为10000 U）有助于卵母细 胞减数分裂的恢复，并能够增加妊娠率。
二、褪黑素对卵母细胞成熟的影响
1褪黑素的结构及其分布 2褪黑素受体及其信号通路 3 褪黑素Ghrelin对卵母细胞成熟的影响
1 褪黑素的结构及其分布
褪黑素（Melatonin, MT），化学结构为乙酰基甲氧基色胺，分子量为， 是首先在松果体中发现的一种胺类物质，褪黑素合成前体是色氣酸
延缓衰老 主 要 用 途 抗击肿瘤 调节免疫 改善睡眠
1 Ghrelin的结构及其分布 2 Ghrelin受体的信号通路及其分布 3 Ghrelin对卵母细胞成熟的影响
1 Ghrelin的结构及其分布
Ghrelin的结构 哺乳动物中，Ghrelin被发现是 一种协调能量和生殖活动平衡 的促进食欲的胃肠激素，是生 长激素促分泌物受体（Growth hormone secretagogue receptor， GHS-R ）的内源性配体 Ghrelin是28个氨基酸组成的肽， 其第三个丝氨酸是N端酰化的， 这是ghrelin活性所必需的。大鼠 和人类的Ghrelin只有两个氨基 酸残基的差异
1、卵母细胞体外成熟技术的优化
• 胚胎移植前的优化：
移植前胚胎的辅助孵 出（AH）：就是采用 激光在胚胎的透明带 上产生一个薄弱点， 辅助囊胚易于孵出着 床。因为卵子体外成 熟的培养时间较长， 理论上卵子的透明带 结构可能比较厚硬， 为了提高着床率，移 植前往往建议进行胚 胎的辅助孵出。
三、卵母细胞体外成熟技术的优化和临 床应用评估
IVM取卵时间：
由于未成熟卵母细胞主要来源 于小卵泡，所以取卵技术略不同 于含有成熟卵子的大卵泡。取卵 难度相对大一些，因为卵巢游动 度较大，患者容易产生不适，所 以一般都在麻醉下完成取卵。一 般每个患者大约可以取到7～30余 个不成熟卵子。 卵泡越小，卵母细胞恢复减数 分裂进而发育成熟的能力越弱， 但体积较大的优势卵泡可分泌大 量雌激素而引起周围卵泡闭锁。 因此，过早或过晚结束培养都会 对卵母细胞的质量产生不利影响。 目前，一般在卵泡直径达到10～ 12 mm时结束培养
Ghrelin
影响能量 代谢和糖 代谢
影响胃酸 分泌与胃 运动 影响胰腺外 分泌和内分 泌功能
影响生殖功能
2 Ghrelin受体的信号通路及其分布
Ghrelin受体（GHS-R）是典型的七次跨膜G蛋白偶联体，受体有7次跨膜 的α螺旋区和3个细胞内和外的氨基酸环 GHS-R和GHRH引起GH释放的信号通路（引自 Teresa Lorenzi et al.）
2、卵母细胞体外成熟技术的临床应用评估
术前不需要应用昂贵药物刺激，可以 避免药物治疗副作用，大大减少费用 且降低本病常见的促排卵引起的卵巢 过度刺激综合征风险
由于卵泡未成熟体积小，取卵需要特 定装备与高超技术，培养技术也非同 一般，体外受精则必需显微操作
优点
缺点
一、Ghrelin对卵母细胞成熟的影响
三、白藜芦醇对卵母细胞成熟的影响
1 白藜芦醇的结构及其性质 2 白藜芦醇作用相关信号通路及其分布 3 白藜芦醇对卵母细胞成熟的影响
1 白藜芦醇的结构及其性质
白黎芦醇 （Resveratrol，RES) 是一类多龄类化合 物，存在于红色葡 萄皮、红酒或其他 的植物提取物中。
分子式
相 关 保 健 品
第二步： 体外受精
第三步： 胚胎移植
一、卵母细胞体外成熟的定义、应用及其 发展现状
2、未成熟卵体外成熟技术 的应用及其发展
上世纪九十年代，试管婴 儿之父——爱德华兹先生就把卵 母细胞体外成熟技术（IVM）， 作为辅助生殖技术未来发展的 三大前景技术之一，其它两个 技术是微刺激和自然周期试管 婴儿技术。 近十余年来，IVM技术遍布 全世界，对于一种不用或减少 卵巢刺激，提高患者舒适度的 治疗理念，人们一直在努力尝 试更好的体elin作用ERK1/2和PI-3激酶信号通路（引自 Choi K et al.）
丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和PI-3激酶是主要参与激活核 转录因子以控制细胞增殖，分化和凋亡的丝氨酸/苏氨酸激酶
3 Ghrelin对卵母细胞成熟的影响
Ghrelin蛋白在牛卵母细胞胞质中表达，而GHS-R蛋白则 特异性的定位于卵母细胞膜表面，在卵丘细胞中均有 Ghrelin和GHS-R蛋白表达。 体外成熟过程中卵母胞Ghrelin和GHS-R1a m RNA相对表达 量随着成熟进程显著下降 FSH抑制卵母细胞Ghrelin和GHS-R1a m RNA表达，而FSH显 著促进卵丘细胞Ghrelin和GHS-R1a mRNA表达；FSHBI解除FSH 对卵母细胞Ghrelin和GHS-R1a m RNA表达的抑制作用和FSH对 卵丘细胞Ghrelin和GHS-R1a m RNA表达的促进作用
100um
2、体外培养方法
• 体外培养方法可分为如下几类：
微滴（一维）培养 将卵泡直接放在培养皿中进行一维法培养时，不 利于卵母细胞与其周围颗粒细胞之间的相互作用， 且卵泡因重力作用而失去三维结构，进而影响卵 母细胞生长
利用颗粒细胞或STO细胞在培养皿底部铺饲养层可 构建二维培养环境 在海藻酸钠水凝胶等特殊材料包裹后，包埋培养 可构造三维立体结构的卵泡培养环境 在三维培养环境中培养窦前卵泡至窦状卵泡阶段， 随后去除部分卵泡，使细胞密度降低，从而促进 卵母细胞生长，并最终获取成熟卵母细胞。
培 养液添 加成分
1、取卵方式与时间
IVM取卵方式：
直接从阴道采集 从手术切除的体外卵巢组织上采集
IVM的卵母细胞恢复能力受 阴道采集时抽吸压力和针头型号 的影响：较高吸取压力（大约为 56 mm Hg）和较粗针头有利于 卵母细胞恢复。有文献报道，将 卵母细胞采集针反复在卵巢基质 上抽吸的过程中逐渐增加抽吸压 力，可采集到更多卵泡。
2 白藜芦醇作用相关信号通路
在哺乳动物中白黎芦醇是SIRT 1的激活剂，能够保护线粒体的功能，除 此之外，还具有抗氧化、抗衰老等生物学作用
白藜芦醇
减少脏器 纤维化
恢复能量代谢稳态
恢复氧化应激稳态
促进脏器结构功能恢复
3 白藜芦醇对卵母细胞成熟的影响
白黎芦醇能够提高 女性GV期卵母细胞的 成熟；
二、卵母细胞体外成熟的机理及其调控
与自然状态下和 传统的IVF等辅助生殖 技术中卵母细胞成熟 方式不同，IVM未成熟 卵母细胞的减数分裂 在体外完成，该过程 受如下多种因素影响： 1、取卵方式与时间 2、体外培养方法 3、IVM实施方案
取 卵方式 与时间
卵母细 胞体外 成熟
体 外培养 方法