探究非整倍体配子与胚胎生成之原因

2021-01-12 17:22发布

于人类配子与胚胎中发生非整倍体(aneuploid)之原因非常复杂,以卵子而言,其于胚胎发育约10周时形成,之后随着初级卵母细胞 (primary oocytes) 的发育,于孕期约五个月时形成数百万的基础滤泡 (primordial follicles),之后卵子生成 (oogenesis) 进入长时间的休止期 ,最初生成的初级卵母滤泡可于卵巢中生存将近50年,而随着年龄增加,初级卵母滤泡数目将明显减少,进入青春期女性约为~180,000个、25岁时约为~65,000个、35岁时减少至16,000个,进入停经期女性则仅剩~1,000个初级卵母滤泡。 由此可知,年龄增加将明显减少卵巢中卵子数目,而相关文献发现除卵子存量降低外,年龄增加亦使非整倍体卵子数目显著增加。

年龄、环境贺尔蒙是让妇女卵子滤泡数减少的杀手
依上述可知,卵子可长年生存于卵巢中,而非整倍体卵子比率随年龄增加之原因,推测与姐妹染色体链接弱化有关,继而影响后续之减数分裂。
此外,环境贺尔蒙亦有可能造成非整倍体卵子之生成,相关文献指出小鼠卵子暴露于二苯醇丙烷2,2-(4,4'-dihydroxydiphenyl) propane或双酚A (bisphenol A, BPA) 将导致染色体未分离而影响后续减数分裂。 环境荷尔亦可能影响人类生殖系统,研究发现于试管婴儿(IVF)疗程中,若患者血液中BPA浓度过高时,其卵子数明显减少且降低体外发育效率,其他类似的环境贺尔蒙或致癌物亦可能造成相似之结果。


精子虽受年龄老化与环境恶化的影响,但不若女性甚巨
以精子而言,其生成作用有别于卵子,精原母细胞于生精小管 (seminiferous tubules) 中持续地进行生精作用 (spermatogenesis),完成减数分裂制造成熟精子,一般而言生精作用需要 664¬–80天来完成减数分裂,而文献亦发现年龄对于非整倍体精子比率并不像对卵子有如此明显的影响,唯成熟精子出现两条性染色体之比率可能随年龄提高而增加,但研究发现精子中过早发生姐妹染色体分离造成非整倍体之机率并不高。
近年来虽然年龄对于精子非整倍体之影响并没有绝对定论,但的确发现特定染染色体较易出现异常,如染色体1、9、18、21、X 与 Y。 即便如此,于卵子捐赠疗程中发现,男性年龄对于正常受精胚胎之整倍体比率并无显著影响,可能原因推测除精子持续的生成作用汰换非整倍体细胞外,文献指出不良精子性状与特征可能与非整倍体有关,而异常精子可完成正常受精程序之机率相对较低,故于正常受精胚胎中非整倍体形成较不受精子因素之影响。 而环境荷尔蒙 (如BPA与塑化剂) 或致癌因子(如除虫菊精) 等亦被证实可能与非整倍体精子形成有关。


高龄妇女之胚胎容易出现非整倍体,导致活产率降低
以胚胎而言,非整倍体多数来自异常之配子,但亦有可能由整倍体受精卵于发育时发生有丝分裂异常所造成,如合子(zygote) 生成后即发生染色体未分离或分裂后期延迟,导致子代细胞中出现整倍体与非整倍体细胞系谱,即所谓之镶嵌体 (mosaic) 胚胎。
有丝分裂异常发生时间愈早,胚胎中非整倍体细胞比例越高,之后若镶嵌型胚胎中仅非整倍体细胞持续进行增殖,则可能随着后续发育形成非整倍体胚胎。 此外,受精后胚胎非整倍体细胞生成亦可能受体外培养条件所影响,如不适当的培养液pH值或渗透压、培养温度、培养箱之氧气浓度与气体纯度、培养液、油或载体含毒性物质浓度、空气中的有害挥发性有机物 (volatile organic compounds) 等,均可能影响有丝分裂正常的发生。


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