許多試管嬰兒的客戶都有一個共同疑問：我的胚胎是否適合進行著床前染色體篩檢（PGS / PGT-A）呢？
一般來說，送子鳥院內會建議進行PGS的族群包括：年齡超過35歲、曾經經歷多次流產或試管嬰兒療程失敗、家族性遺傳疾病已知染色體異常等。由於進行PGS需要取得胚胎的滋養層細胞，因此通常建議選擇滋養層細胞數較多的胚胎進行檢查，以降低切片細胞對胚胎著床能力的影響。然而，即使一些患者符合進行PGS的標準，但如果其胚胎滋養層細胞數量太少，則可能會被建議不進行檢查。這樣的建議旨在避免出現即便知道胚胎是染色體正常的，卻無法帶寶寶回家的遺憾。如何在培養過程中幫助滋養層細胞的增長，則胚胎師亟欲解決的一個大課題。
先前研究曾指出，在培養液中添加特定物質可以刺激胚胎或滋養層細胞生長，例如抗氧化劑、特定氨基酸以及生長激素等。而本篇文獻是針對該研究團隊先前發現的一個合成胜肽cyclic fertilin peptide (cFEE)，進一步去探討此類胜肽的添加是否能夠幫助胚胎的生長。
研究背景
在過去的幾十年中，研究人員一直努力改進體外胚胎培養的條件，以提高胚胎的發育潛力，即使有顯著進步，但輔助生殖技術（ART）的成功率仍然有待提高。
在一項關於胚胎培養的研究中，科學家意外發現了一種名為cyclic fertilin peptide (cFEE) 的分子。最初認為這種分子會抑制受精，但實際上卻產生了相反的效果。實驗結果顯示，cFEE 能與卵子膜結合，顯著增加去除卵丘細胞的卵子的受精率。在老鼠模型的實驗中，使用類似物QDE在卵子和少量精子受精時一起培養，添加cFEE後的受精率能與對照組相當，並且在連續三代中產生了健康的後代。
除了在受精過程中的作用外，研究人員還發現了cFEE對未成熟人類卵母細胞的影響。他們發現，cFEE可以提高成熟卵子的數量並減少染色體異常的發生率。
有了這些令人振奮的發現後，研究團隊希望進一步探討cFEE是否能扮演其他角色，尤其是在促進胚胎發育方面。因此，本文的研究人員希望進一步探討cFEE如何影響人類胚胎的發育過程，以及它是否可以作為一種新型的輔助型培養液添加物。
研究結果與討論
研究團隊解凍捐贈的早期胚胎（培養第二天) 分成控制組和受試組，受試組在胚胎培養過程中添加了1 μM的cFEE，並將兩個組別持續培養到第六天後，使用螢光染色的方式分析了胚胎的培養情況。結果顯示，與未添加cFEE的控制組相比，添加cFEE的受試組胚胎在總體細胞數上有顯著增加 （P<.022，參下圖) 。
進一步的將胚胎的內細胞團與滋養層細胞切分後分析發現，cFEE的添加使得受試組的胚胎滋養層細胞數增加了近兩倍（P<.033，參下圖A) ，而內細胞團的細胞數則沒有顯著增加（參下圖B) 。
使用Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG) 、Gene Ontology（GO) 和 Reactome作為基因資料庫進行滋養層細胞的基因表現量分析後發現，cFEE的使用可以使受試組中與胚胎發育路徑相關的基因（如RASA1和PTK2）的表達量明顯增加，而研究團隊則推斷cFEE有可能是透過促進了PLK1和RASA1基因的表達，從而幫助胚胎細胞紡錘體和中心粒的成熟、組裝以及後續細胞骨架的增生與構建，促進了滋養層細胞數量的增長。
許多過去的研究都試圖在胚胎培養液中添加不同的物質，希望能夠改善胚胎在體外培養過程中的環境條件，進而促進胚胎的發育乃至於幫助細胞數量的增生。例如，動物實驗指出，使用甘胺酸能夠使豬胚胎的滋養層細胞數增加29％，而在老鼠模型中使用血小板增生素或血管內皮增生因子也能有類似的增長效果。至於人類胚胎相關的研究則發現，抗氧化劑的使用可以促進胚胎的生長，甚至有些特定抗氧化劑能夠使原本停止生長的早期胚胎繼續發育成具備植入潛力的胚胎。而在增加滋養層細胞數的相關研究中，先前也已經有其他的文獻指出顆粒單核球群落刺激生長因子能夠使細胞數目增加約1.33倍。
站在這些已知的實驗基礎上，本文的作者團隊發現cFEE能使滋養層細胞數增加近兩倍，因此cFEE仍有機會在促進胚胎發育與細胞數量增長的方面具有更大的潛力。有鑑於該團隊先前的研究即發現cFEE對於精卵受精過程能提供的協助以及本篇的數據支持，目前cFEE正在法國進行為期數年的臨床試驗，此計畫預計透過試驗在待受精的卵母細胞培養液以及胚胎培養液中添加cFEE來評估cFEE對後續養成的胚胎的懷孕率和植入後生產的一歲內新生兒健康的影響，這對於了解cFEE是否能夠促進試管療程的體外受精和培養品質以及是否可以作為臨床使用是相當重要的一次臨床試驗。
養出擁有足夠滋養層細胞的胚胎對於臨床客戶來說，不論是直接嘗試植入或經過PGS篩檢後再植入染色體正常的胚胎，都被認為能夠提高植入後成功懷孕的機率。因此，許多研究團隊仍在尋找能夠促進胚胎發育與增加胚胎細胞數的培養液添加物的領域持續努力。本篇研究的結果為我們提供了有趣的新資訊，希望未來能進行更多深入的研究來驗證這項發現是否能夠實際應用在臨床端。期待cFEE在未來的生殖醫學中發揮更大的作用，為更多渴望擁有孩子的家庭帶來生育的喜悅。
總結
- 添加cFEE能顯著增加胚胎的總體細胞數，特別是滋養層細胞數增加了近兩倍，這顯示了cFEE對胚胎生長的促進作用。
- 基因表現分析表明，cFEE的使用可以促進與胚胎發育相關的基因表達量增加，推測可能進而促進滋養層細胞數量的增長，突顯了cFEE在促進胚胎發育方面的潛力。
- 目前正在進行的臨床試驗將進一步評估cFEE對懷孕率和新生兒健康的影響，這有助於更好地了解cFEE在生殖醫學中的應用前景，並為提高植入後成功懷孕的機率開啟了新的方向。
資料來源：
- Cyclic fertilin-derived peptide stimulates in vitro human embryo development. F S Sci. 2022 Feb;3(1):49-63. doi: 10.1016/j.xfss.2021.12.002. Epub 2021 Dec 21.
- A fertilin-derived peptide improves in vitro maturation and ploidy of human oocytes. F S Sci. 2022 Feb;3(1):21-28.
