擁有健康寶貝不是夢

   當精子與卵子相遇後，發展成受精卵（Zygote），進而開始一連串胚葉細胞（Blastomere）分裂的過程，從2細胞、4細胞、8細胞，直到緻密期（Compaction）又融為一體，再開始分化為內細胞團（ICM）及滋養層細胞（TE cells），分化的目的在於告訴這些細胞將來的工作分配。最終內細胞團發展成胎兒（Fetus）的部份，滋養層細胞則發展成胎盤（Placenta）的部份。

   胚胎分裂期的2~8細胞其胚葉細胞被認為是尚未開始進行分化功能的細胞，也就是說此階段的細胞是具有發展成獨立完整生物個體的潛力，英文稱為Totipotency，也就是total potential，有別於現今從細胞團分離出的胚胎幹細胞（Embryonic stem cell, 為pluripotent）。Totipotent stem cell除了可發展成胚胎本身（Embyonic region），也可發展出胚胎發育所需的胚外細胞（Exembryonic region）。

   既然分裂期的胚葉細胞具有如此潛力，為何還要從2細胞一直分裂至8細胞，最後再融合在一起呢？細胞數目是其關鍵。胚葉細胞具有完全分化功能的藍圖，但也需要足夠的原物料（細胞數）去協助建造。老鼠胚胎的4胚葉細胞時期的嵌合體模式研究，似乎支持這樣的論點（Tarkowski et al. 2001）。但在牛胚胎的4細胞時期及羊胚胎的2細胞時期，分離出單一胚葉細胞來培養，都有報告指出可以完全生長至囊胚期胚胎，最後長成完整個體的牛及羊（Willadsen and Godke, 1984., Johnson et al, 1985）。那麼人類胚胎呢？

   2008年比利時的科學家首次利用人類胚胎將4細胞時期的胚葉細胞分離出來在體外個別培養，對於是否能長成具有內細胞團和滋養層細胞的囊胚期胚胎做個實證研究。

   他們將志願者捐出的卵子做單一精蟲顯微穿刺術（ICSI），產生6個胚胎，在4細胞時期共有24個胚葉細胞，利用內徑只有50μm的吸管將胚葉細胞個別取出，再分別放入空的透明帶（ZP）內，在取出的過程中，有1個胚葉細胞沒有存活，最後共得到23個被放在個別透明帶的胚葉細胞。

   在體外培養至第3天時，共有19個胚葉細胞分裂成2細胞，這19個胚葉細胞胚胎（Blastomere-derived embryo）都有依照胚胎的發展模式在第4天時形成緻密期，第5天形成具有囊胚液的囊胚期胚胎，至第6天，有16個胚葉細胞胚胎形成完全擴張狀態的囊胚期胚胎，（Full-expanded blastocyst），這16個當中有12個具有內胞團，12個當中利用Nanog（內細胞團的特殊標記. Hyslop et al. 2005）染色，有9個具有Nanog表現。實驗證明從4細胞時期的個別胚葉細胞可培養至具有內胞團和滋養層細胞的囊胚期胚胎，唯一和正常的體外培養胚胎不一樣的是，胚葉細胞所形成的囊胚期胚胎的大小為一般囊胚期胚胎的四分之一大。

   基於比利時法律規定及倫理規範，此研究產生的胚胎都必須銷毀，所以無法得知像這樣個別胚葉細胞產生的囊胚期胚胎是否具有著床的能力，也無法得知若能夠著床且生下的小孩是否正常。假如這方法是可行的話，未來是否能因此將胚胎數目提升（若當個週期只有一顆受精卵），增加著床機會？會不會有人工人類『同胚雙胞胎』的出現？（同一個4細胞時期的胚胎其4個胚葉細胞具有同樣的基因型），我想到時候又有勞各學界專家學者大傷腦筋了！

參考資料

1. The four blastomeres of a 4-cell stage human embryo are able to develop individually into blastocysts with inner cell mass and trophectoderm. Hilde Van de Velde et al. Human Reproduction Vol.23 No.8 pp.1742-1747, 2008.
2. Mouse embryonic chimeras: Tools for studying mammalian development. Patrick et al. Development 130, 6155-6163. 2003.

延伸閱讀

1. Allocation of Cells in Mouse Blastocyst Is Not Determined by the Order of Cleavage of the First Two Blastomeres. Magorzata Waksmundzka et al. Biology of Reproduction 75, 582-587, 2006.
2. Human embryonic stem cell lines derived from single blastomeres. Irina Klimanskaya et al. Nature 444, 481-485, 2006.

賴醫師的分享

1. 1. 如果這項「創新實驗」發展得好，也許有一天會變成「創新治療」模式，或可大幅提升胚胎使用效率，一顆胚胎或可當做四顆用，誘導排卵或許不再需要太多排卵針，卵巢早衰與高齡女性或許不需再為卵少所苦，做試管嬰兒的成本也可能會降低，Anyway 這都還只是假設與想像而已。
2. 2. 以人為方式複製多胞胎，目前在台灣是違反人工生殖法的，非常樂見國外先進團隊有如此佳績，但願這技術可逐漸形成「創新治療」模式，用來幫更多想懷孕婦女圓夢。感謝生殖中心同仁Ian百忙中分享讀書心得，知識的獲得與創新研發使我們持續成長與快樂。