近日，美國(guó)哈佛大學(xué)Wyss研究所與哈佛醫(yī)學(xué)院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表重大成果：首次在體外成功引導(dǎo)人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）啟動(dòng)減數(shù)分裂。這一突破為解析人類生殖發(fā)育機(jī)制、攻克不孕癥難題提供了全新路徑，而超低溫液氮罐等超低溫存儲(chǔ)設(shè)備在研究中發(fā)揮的樣本保存作用，成為支撐成果落地的關(guān)鍵一環(huán)。
全球約六分之一的成年人受不孕癥困擾，輔助生殖技術(shù)雖不斷迭代，但生殖細(xì)胞發(fā)育早期的缺陷仍是許多病例的根源，其中減數(shù)分裂異常尤為突出。減數(shù)分裂是生殖細(xì)胞形成的核心過程，其精密性要求極高，任何環(huán)節(jié)的偏差都可能導(dǎo)致胚胎染色體非整倍體，嚴(yán)重影響生育結(jié)果。此前，實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)干細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂的傳統(tǒng)方法需先轉(zhuǎn)化為原始生殖細(xì)胞（PGC），不僅效率低下，且難以持續(xù)推進(jìn)，成為制約研究的重要瓶頸。
此次研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新突破傳統(tǒng)路徑，完全跳過PGC階段：通過基因工程改造干細(xì)胞，使其啟動(dòng)減數(shù)分裂時(shí)發(fā)出熒光信號(hào)以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；再結(jié)合基因組合篩選與小分子化合物調(diào)控，大幅提升誘導(dǎo)效率。經(jīng)過對(duì)64萬(wàn)余個(gè)細(xì)胞的高通量測(cè)試，團(tuán)隊(duì)最終鎖定BOLL、MEIOC、HOXB5三個(gè)關(guān)鍵調(diào)控基因——其中HOXB5此前未被發(fā)現(xiàn)與減數(shù)分裂相關(guān)，其功能的揭示為研究增添了新的科學(xué)維度。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在優(yōu)化條件下，細(xì)胞可在12天內(nèi)完成減數(shù)分裂的細(xì)線期和偶線期，15天進(jìn)入粗線期并實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)交換，這是人類細(xì)胞首次在體外明確進(jìn)入這一核心生殖過程。更意外的發(fā)現(xiàn)是：將培養(yǎng)溫度從37℃降至34℃（接近睪丸生理溫度）時(shí)，無(wú)論男性還是女性iPSC來(lái)源的細(xì)胞，減數(shù)分裂效率均顯著提升，這一結(jié)論為構(gòu)建人工卵巢微環(huán)境提供了重要參考。
值得關(guān)注的是，這類突破性研究的推進(jìn)離不開穩(wěn)定的樣本存儲(chǔ)支持。干細(xì)胞樣本的長(zhǎng)期活性維持對(duì)低溫環(huán)境要求嚴(yán)苛，超低溫液氮罐能提供-196℃的恒定低溫，通過氣相或液相存儲(chǔ)模式減少樣本冰晶損傷，確保研究中細(xì)胞特性的一致性。研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)過程中，需定期將誘導(dǎo)不同階段的細(xì)胞樣本轉(zhuǎn)移至容器中保存，為后續(xù)基因分析、分裂機(jī)制驗(yàn)證等提供穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)材料。
對(duì)于生殖醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室而言，選擇適配的存儲(chǔ)設(shè)備是提升研究效率的關(guān)鍵。根據(jù)樣本量和研究需求，合理搭配液氮罐規(guī)格型號(hào)能優(yōu)化存儲(chǔ)管理——例如中小規(guī)模實(shí)驗(yàn)可選用200L以下容量的設(shè)備，大規(guī)模樣本庫(kù)則需匹配更大容量機(jī)型。同時(shí)，低溫生物容器作為配套設(shè)備，可在樣本轉(zhuǎn)移過程中提供臨時(shí)低溫緩沖，避免溫度波動(dòng)影響細(xì)胞活性，形成從長(zhǎng)期存儲(chǔ)到短期轉(zhuǎn)運(yùn)的完整低溫保障鏈條。
專家表示，此次研究是邁向“人工配子”技術(shù)的關(guān)鍵一步，未來(lái)隨著誘導(dǎo)體系的完善，有望在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建完整的生殖細(xì)胞發(fā)育鏈條。而這一過程中，從干細(xì)胞誘導(dǎo)到樣本存儲(chǔ)的全流程質(zhì)控至關(guān)重要，超低溫液氮罐等設(shè)備將持續(xù)為生殖醫(yī)學(xué)研究提供可靠的低溫保障，推動(dòng)更多突破性成果從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，為不孕不育家庭帶來(lái)切實(shí)希望。
來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)科技
