哺乳类动物胚胎早期发育阶段母胎之间的对话是胚胎发育过程中的重要环节，其中胚胎从受精卵开始一直到桑椹胚的发育是在输卵管中进行的。已有大量研究表明输卵管液中的生物分子，包括蛋白和游离RNA等，在胚胎早期发育过程中发挥重要作用。然而输卵管液中的生物成分非常复杂，细胞外囊泡这一新近发现的细胞间信号传导介质在这个过程中的作用尚不明确。
近日，华中科技大学附属同济医院靳镭/隋聪/李悦含团队连发两文，揭示了输卵管液来源的细胞外囊泡对胚胎早期发育的影响。该团队通过将人类输卵管液中提取到的细胞外囊泡和小鼠二细胞胚胎进行共培养，成功观察到了正常育龄妇女输卵管来源的细胞外囊泡对胚胎早期发育的促进作用和子宫内膜异位症患者输卵管液来源的细胞外囊泡对胚胎早期发育的不利影响。研究成果分别于2023年3月和6月发表在国际期刊Human Reproduction Open和Frontiers in Endocrinology上。
在Human Reproduction Open上发表的题为“Extracellular vesicles from human Fallopian tubal fluid benefit embryo development in vitro”的研究中，研究人员首次发现正常育龄女性输卵管液中的细胞外囊泡能促进胚胎体外发育（图1）。在胚胎体外培养过程中添加输卵管来源的细胞外囊泡可以提高胚胎的成囊率和孵出率，促进胚胎细胞的增殖能力并降低其氧化应激水平和凋亡水平。同时，研究人员还对这些细胞外囊泡的内容物进行了检测和分析，旨在发现其中发挥作用的有效成分。
图1 正常育龄妇女输卵管液来源的细胞外囊泡对早期胚胎发育的促进作用在辅助生殖技术应用过程中，体外培养环境和体内环境的差异可能会导致胚胎在体外发育过程中潜能更低。输卵管液中的细胞外囊泡及其内容物是体内早期胚胎发育过程中母胎交流的重要成分，在体外培养环境中添加输卵管液来源细胞外囊泡，能够更准确的模拟体内环境，为胚胎体外培养体系的进一步改良提供了实验证据。同一团队在Frontiers in Endocrinology上发表的题为“Oviductal extracellular vesicles from women with endometriosis impair embryo development”的文章则从另一个角度进一步证实了输卵管液中的细胞外囊泡对胚胎早期发育的作用。该研究分别收集了患有内异症的女性和对照组女性的输卵管冲液，并从中提取了细胞外囊泡。将两种细胞外囊泡与小鼠二细胞胚胎共培养至囊胚期后，发现内异症组的细胞外囊泡会影响囊胚期胚胎的氧化磷酸化过程，胚胎表现为线粒体膜电位降低、活性氧水平上升，凋亡细胞比例上升（图2）。
图2： 内异症患者输卵管液中的细胞外囊泡对胚胎早期发育有不利影响这项研究提供的证据表明，内异症女性输卵管中的细胞外囊泡，通过降低胚胎的氧化磷酸化水平，影响胚胎代谢，从而对胚胎发育产生不利影响。子宫内膜异位症与不孕密切相关。此前已有大量研究在内异症患者的宫腔液和输卵管液中发现了大量促炎因子，可能会损伤配子和胚胎。而这项研究表明，内异症患者输卵管液中的细胞外囊泡也是重要的生物活性成分，也会对早期胚胎发育产生不利影响。综上所述，两个研究分别证实了输卵管液来源的细胞外囊泡在生理或病理状况下对配子和早期胚胎发育均有重要影响。而进一步深入研究输卵管液来源的细胞外囊泡及其装载的有效成分，并探究其作用的机制，将提高人们对输卵管中复杂环境的认识，有利于解析损伤人类生育力的疾病的病理机制，有利于体外受精和早期胚胎发育培养体系的优化，也有利于基于细胞外囊泡药物在生殖医学领域的进一步发展。参考文献：
- 1. Oviductal extracellular vesicles from women with endometriosis impair embryo development.Front Endocrinol (Lausanne). 2023 Jun 20;14:1171778. doi: 10.3389/fendo.2023.1171778. PMID: 37409222; PMCID: PMC10319124.
- 2. Extracellular vesicles from human Fallopian tubal fluid benefit embryo development in vitro. Hum Reprod Open. 2023 Feb 21;2023(2): hoad006. doi: 10.1093/hropen/hoad006. PMID: 36895886; PMCID: PMC9991590.
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