排卵是生命延续中的关键时刻,但我们对它仍然知之甚少。
这就是马克斯普朗克科学家的动力多学科科学研究所首次使用小鼠模型从头到尾捕捉整个现象。
在人类中,当卵子从卵巢内称为卵泡的充满液体的囊中释放出来时,就会发生排卵。然后,这个卵子“跳跃”到输卵管,在那里它最终退出,要么以婴儿的形式受精,要么在月经排出时未受精。
在专家的支持下,每个月经周期都会发育出几个含有卵子的卵泡“积云”细胞有助于每个卵母细胞发育成成熟的卵子或卵子。
但通常只有一个卵泡(最大且发育最完善)达到排卵,卵泡会像派对爆满者一样破裂,释放出卵泡液、卵丘细胞,当然还有卵子,开始进入子宫的旅程。
马克斯·普朗克生物化学家 Melina Schuh 领导的团队利用先进的显微镜,将小鼠卵泡的整个排卵过程可视化。
“如果没有高分辨率成像系统,就不可能捕获复杂而快速的排卵动态,”Schuh 告诉 ScienceAlert。
“现在,借助我们新开发的与先进定量显微镜兼容的培养系统,我们可以实时且前所未有地详细观察整个排卵过程。”
窥探身体最私密的时刻之一并不是一件容易的事。这些视频中捕捉到的排卵卵泡是转基因小鼠的卵泡,而且它们还活着离体,意思是“体外”,这通常不是让毛囊处于情绪状态的最佳环境。
该团队花了大约一年的时间测试不同的定制成像培养皿和培养条件,以说服培养皿中的卵泡在显微镜下释放卵子。
但它得到了回报,从不同的角度进行了真人重播,过程中的各种“角色”在一系列视频中成为焦点。
例如,在这段视频中,细胞膜被绿色荧光蛋白突出显示,而染色体则以洋红色调亮起。我们可以在左画面中央清楚地看到单细胞卵子,而在右画面中,放大后,卵子的DNA在减数分裂中蠕动,为它的突破时刻做准备。
在另一个视频中,绿色荧光蛋白被用来在三个维度上跟踪和重建卵母细胞的表面,突出显示它如何扭曲和发出咕噜声,仅一小时就从卵泡中心移动,然后在最后 10 到 10 个小时中涌入破裂部位。 20分钟。
这种程度的细节对于生殖研究来说是一个突破,在这些视频中很容易看出有多少因素参与了使卵子能够受精的过程。
“现在我们可以直观地看到排卵,我们可以开始揭示排卵在多囊卵巢综合症(PCOS)等情况下是如何受损的,在这种情况下,排卵不能正常发生,”生殖生物学家克里斯托弗·托马斯告诉《科学警报》。
医学研究员 Tabea Lilian Marx 补充道:“通过了解在这种情况下排卵失调的确切方式,我们也许能够帮助那些受影响的人更轻松地实现生孩子的目标。”
该研究发表于自然细胞生物学。