非損傷微測(cè)技術(shù)在細(xì)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(guó)揚(yáng)格非損傷技術(shù)中心

聯(lián)系人：宋瑾，jin@youngerusa.com，010-82622628（電話），010-82622629（傳真）

摘要：本文介紹了非損傷微測(cè)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(cè)技術(shù)，生殖健康

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

1 非損傷微測(cè)技術(shù)檢測(cè)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(cè)技術(shù)檢測(cè)小鼠胚胎細(xì)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(shí)該研究將測(cè)試過(guò)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(cè)技術(shù)對(duì)胚胎的后續(xù)發(fā)育并無(wú)影響。

圖1 非損傷微測(cè)技術(shù)測(cè)量胚泡的生理學(xué)指標(biāo)不會(huì)抑制胚泡后續(xù)發(fā)育。A為在單個(gè)胚泡附近測(cè)得的Ca²⁺濃度梯度譜。A中插入的小圖為測(cè)量實(shí)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(cè)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(cè)技術(shù)研究小鼠胚胎細(xì)胞凋亡

異常胚胎細(xì)胞的程序性死亡是重要的生殖調(diào)控機(jī)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(cè)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(xì)胞收縮及與之同時(shí)發(fā)生的K⁺通道外排K⁺是胚胎細(xì)胞凋亡的早期征兆，對(duì)K⁺的檢測(cè)可能先于其他生理生化指標(biāo)來(lái)判別細(xì)胞凋亡。

3 非損傷微測(cè)技術(shù)研究Cd²⁺對(duì)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(duì)精子的危害成為研究熱點(diǎn)。Herak-Kramberger CM等^[5]采用非損傷微測(cè)技術(shù)研究Cd²⁺對(duì)大鼠附睪的影響，發(fā)現(xiàn)Cd²⁺會(huì)抑制對(duì)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(jìn)而損害精子。

非損傷微測(cè)技術(shù)對(duì)人們認(rèn)識(shí)生殖過(guò)程的各種生理機(jī)制，促進(jìn)人類生殖健康具有重要意義。一些基于非損傷微測(cè)技術(shù)方法很可能發(fā)展為未來(lái)的臨床檢測(cè)手段。

圖2 雙氧水處理后受精卵細(xì)胞的收縮和K⁺外流。A為細(xì)胞收縮（點(diǎn)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]