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輔助生殖是點亮生育希望的一項重要技術(shù)。然而，胚胎移植失敗（RIF）的病因診斷如同“大海撈針”。

中國科學(xué)院動物研究所近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上的一項科研成果顯示，基于微流控芯片的人類胚胎3D植入模型（3D子宮胚胎植入模擬芯片），首次在實驗室里完整復(fù)刻人類胚胎著床的全過程，有望探明輔助生殖反復(fù)失敗的病因。

檢測流程簡化：模擬胚胎著床的病理異常

在接受輔助生殖技術(shù)治療的患者中，約有10%的個體在經(jīng)歷3次胚胎移植后，仍無法實現(xiàn)臨床妊娠。胚胎、子宮內(nèi)膜、免疫系統(tǒng)等都有可能是失敗因素。

“新技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建子宮內(nèi)膜模擬體系，再通過模擬胚胎著床的病理異常，更精準(zhǔn)查找病因?！敝袊茖W(xué)院動物研究所研究員于樂謙說，研究發(fā)現(xiàn)RIF患者的子宮內(nèi)膜細(xì)胞多存在凋亡細(xì)胞增多、增殖能力下降等異常，“也就是說，孕育種子的土壤比較貧瘠”。

人類植入和植入失敗3D體外模型總覽圖。（研究團(tuán)隊供圖）

此外，RIF患者的子宮內(nèi)膜組織囊胚植入率、植入后胚胎形成羊膜腔和卵黃囊的比例均不及健康人群，這與臨床患者“移植成功但胚胎停育”的表現(xiàn)完全吻合。

研究團(tuán)隊已經(jīng)驗證：來自經(jīng)血的子宮內(nèi)膜細(xì)胞與活檢樣本的基因表達(dá)相似度達(dá)94%，用其構(gòu)建的“人工子宮內(nèi)膜”，囊胚植入率與活檢樣本構(gòu)建的模型差異在5%以內(nèi)。

“這意味著，未來患者只需提供少量子宮內(nèi)膜樣本，就能構(gòu)建體外植入模型?！庇跇分t說，相比傳統(tǒng)宮腔鏡活檢可能帶來的出血、感染風(fēng)險，經(jīng)血取樣無創(chuàng)、無痛，患者接受度大幅提升。

觀測胚胎發(fā)育：解鎖胚胎與母體的“對話密碼”

此前，科學(xué)家雖能觀察到胚胎與子宮內(nèi)膜接觸，卻無法明確兩者間的信號交流，如胚胎分泌什么因子“告知”母體準(zhǔn)備著床，母體又以何種方式“回應(yīng)”胚胎。

我國研究團(tuán)隊還解析了胚胎在附著階段和入侵階段的“對話信號”：附著階段，胚胎分泌的因子與子宮內(nèi)膜受體結(jié)合，打造了促進(jìn)“附著位點”形成和抑制上皮細(xì)胞凋亡的兩條通路，若阻斷，囊胚附著率將下降68%；入侵階段，胚胎與子宮內(nèi)膜相互分泌因子，促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖。

首次實現(xiàn)人類胚胎著床全過程體外模擬。（研究團(tuán)隊供圖）

研究團(tuán)隊成員之一、中國科學(xué)院動物研究所研究員王紅梅說，在我們構(gòu)建的首個體外人類3D子宮模型中，“胚胎主動入侵、母體主動配合”的動態(tài)對話被首次解析。

此外，研究團(tuán)隊還基于微流控技術(shù)構(gòu)建了分層培養(yǎng)體系，將胚胎發(fā)育模擬延伸至“著床后”關(guān)鍵時期，不僅能讓胚胎完成“定位、附著、入侵”的完整流程，還能觀測并判斷出胚胎是否真正發(fā)育。

高效藥物篩選：推動輔助生殖技術(shù)更精準(zhǔn)

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球約六分之一成年人受不孕不育影響。

“對于整個生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域而言，3D子宮胚胎植入模擬芯片技術(shù)實現(xiàn)了基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的無縫銜接，將為臨床醫(yī)生提供更實用的診療工具?！蓖跫t梅說。

從破解著床失敗難題到探索生命起源奧秘，人類輔助生殖技術(shù)方興未艾。有業(yè)界專家表示，中國團(tuán)隊的新發(fā)現(xiàn)將助力人類探索早期發(fā)育異常、妊娠并發(fā)癥乃至部分先天疾病的起源。

體外構(gòu)建人類3D子宮模型。（研究團(tuán)隊供圖）

王紅梅表示，研究團(tuán)隊已完成對1119種美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)的藥物測試，未來有望為患者提供個性化藥物篩查，推動輔助生殖技術(shù)邁入更加精準(zhǔn)的新階段。

前方的道路，通往的是對人類生命之初更系統(tǒng)、更深刻的認(rèn)知，也孕育著守護(hù)生命健康的嶄新可能。