非損傷微測技術(shù)在細胞生物學(xué)研究中的應(yīng)用

——（2）生殖健康方面應(yīng)用

作者：旭月（北京）科技有限公司 美國揚格非損傷技術(shù)中心

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摘要：本文介紹了非損傷微測技術(shù)在生殖健康研究領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：非損傷微測技術(shù)，生殖健康

近年來，環(huán)境中的生殖毒性物質(zhì)對人類生殖健康的危害突顯出來，嚴重地影響了人口素質(zhì)，促使生殖健康方面的研究越來越受到重視。非損傷微測技術(shù)^[1,2]作為世界尖端水平的特異性離子分子檢測技術(shù)，測量方便、快捷、三維和實時，對樣品無任何傷害，在生殖健康的研究中擁有其他方法無法比擬的優(yōu)勢。下面簡要介紹三個具體應(yīng)用實例。

1 非損傷微測技術(shù)檢測小鼠胚胎活力

胚胎活力是反映生育質(zhì)量的重要指標(biāo)。Trimarchi JR等^[3]利用非損傷微測技術(shù)檢測小鼠胚胎細胞周圍環(huán)境中Ca²⁺、O₂等離子分子的梯度變化，作為表征小鼠胚胎活力的指標(biāo)。他們發(fā)現(xiàn)胚胎周圍存在劇烈的Ca²⁺梯度變化，而O₂的濃度梯度變化則較為平緩。同時該研究將測試過的黑鼠胚泡移植到假孕的白鼠（white pseudopregnant female mice）體內(nèi)，能以很高的概率產(chǎn)下健康的黑鼠后代，充分證明了非損傷微測技術(shù)對胚胎的后續(xù)發(fā)育并無影響。

圖1 非損傷微測技術(shù)測量胚泡的生理學(xué)指標(biāo)不會抑制胚泡后續(xù)發(fā)育。A為在單個胚泡附近測得的Ca²⁺濃度梯度譜。A中插入的小圖為測量實景圖，電極和胚泡的距離小于0.5微米，但電極并未接觸胚泡。B為被測量后的胚泡移入假孕的白鼠體內(nèi)生產(chǎn)的幼鼠。^[3]

2 非損傷微測技術(shù)研究小鼠胚胎細胞凋亡

異常胚胎細胞的程序性死亡是重要的生殖調(diào)控機制，能夠確保產(chǎn)生正常的后代。Trimarchi JR等^[4]用雙氧水處理小鼠受精卵，檢測處理前后受精卵形態(tài)和胞外K⁺濃度的變化。結(jié)果顯示細胞收縮及與之同時發(fā)生的K⁺通道外排K⁺是胚胎細胞凋亡的早期征兆，對K⁺的檢測可能先于其他生理生化指標(biāo)來判別細胞凋亡。

3 非損傷微測技術(shù)研究Cd²⁺對大鼠精子的毒性

環(huán)境因素導(dǎo)致精子質(zhì)量不斷下降是男性生殖健康的重要問題，毒性物質(zhì)對精子的危害成為研究熱點。Herak-Kramberger CM等^[5]采用非損傷微測技術(shù)研究Cd²⁺對大鼠附睪的影響，發(fā)現(xiàn)Cd²⁺會抑制對巴弗洛霉素敏感（bafilomycin-sensitive）的空泡型質(zhì)子泵發(fā)揮功能，這可能使附睪和輸精管中本應(yīng)呈酸性的微管液堿化進而損害精子。

非損傷微測技術(shù)對人們認識生殖過程的各種生理機制，促進人類生殖健康具有重要意義。一些基于非損傷微測技術(shù)方法很可能發(fā)展為未來的臨床檢測手段。

圖2 雙氧水處理后受精卵細胞的收縮和K⁺外流。A為細胞收縮（點線）和胞外K⁺ 濃度梯度譜。B為K⁺ 濃度梯度隨著與胚胎距離的增加而迅速衰減。^[4]