专访刘奎：雌性生殖“干细胞”是否存在？

　　

生物通报道：半个多世纪以来，科学家们一直都认为在女性和其它雌性哺乳动物中，出生时已经确定了一生中所有卵母细胞的数量，即卵母细胞在产后，或者成人后无法再自我更新。这一经典理论已经写进了教科书中。

   但是这一观点在过去十年里受到了挑战，来自上海交通大学，以及美国麻省总医院的研究人员提出了不同的观点：他们找到了哺乳动物雌性生殖干细胞，挑战了上述的观点。

   近期又有一组研究人员，来自瑞典哥德堡大学的刘奎教授领导的研究小组发现成年小鼠卵巢中并不存在能生成卵母细胞的雌性生殖细胞干细胞， 这一研究结果支持了传统观点，也令这已存在激烈争论的研究课题的探讨更加白热化。

   对于最新这项研究，科学界出现了两极分化的态度，据The Scientist杂志报道，来自华盛顿州立大学的再生生物学家Patricia Hunt支持这项研究，她说，“对于像我们这样对卵巢干细胞的存在，或者作用还存有疑虑的研究人员来说，这项研究令人鼓舞。”

   而前研究组领衔科学家，麻省总医院的Tilly教授则肯定的指出，在一些生殖细胞表面发现了DDX4，正如他的研究组，以及上海交大研究组所发现的。还有科学家表示，这项研究“错过了获得最佳实验证据的时机”，因为这项研究采用了一种完全新的方法，这就无法将这项研究发现的细胞与之前研究发现的细胞进行比较。

   真理越辩越明，为了再次深入的探讨关于“雌性生殖‘干细胞’是否存在”这一课题，生物通特联系了刘教授，就以上问题，以及读者感兴趣的一些问题请教了他。

 
（刘奎教授，图片来自哥德堡大学）

生物通：这项研究成果十分重要，因为它再次提出了支持原有传统理论（卵母细胞在产后或者成人后无法再自我更新）的证据，您最初是如何决定着手进行这项研究的呢？

刘教授：2009年上海交大的吴际博士在自然-细胞生物学杂志上发表了在小鼠中纯化到成体雌性生殖细胞干细胞的工作，这在当时是生殖生物学领域的一项重大发现。我们在得知这一消息后就立即着手重复他们的实验。结果和我们许多同行一样，我们并不能够用报道中提到的方法纯化出功能性的成体雌性生殖细胞干细胞。

   与此同时我们意识到了采用免疫磁珠的方法纯化细胞的局限性。然后我们就着手采用更可靠的方法试图证明成体生殖细胞干细胞的存在。经过2年多的研究我们发现成年小鼠卵巢中并不存在表达Ddx4的雌性生殖细胞干细胞。

生物通：这项研究主要是通过一种特殊的小鼠模型进行深入分析，这种小鼠模型具有什么特点呢？得出的结论哪些方面支持了传统理论呢？

刘教授：我们的研究主要是基于一种表达内源性生殖细胞报告基因的小鼠模型。通过内源性Ddx4启动子表达Cre重组酶，引发彩虹（Rainbow）位点上读码框的改变，从而在所有生殖细胞系中改变报告荧光基因的表达，这样一来我们就以通过荧光来追踪所有表达Ddx4的生殖细胞的分裂增殖和发育。我们在这一小鼠模型中没有观察到表达Ddx4的，可以增殖并产生功能性卵母细胞的成体雌性生殖细胞干细胞的存在，这一点和传统观点是一致的。

生物通：研究分析了开启Ddx4基因的细胞，并在三天时间内观察了细胞分裂的情况，这些开启Ddx4基因的细胞包含哪些细胞，DDX4蛋白定位在其表达的细胞中吗？这些细胞是否是未成熟的卵母细胞？

刘教授：表达Ddx4的细胞包括生殖细胞干细胞和生殖细胞，在睾丸中是在生精干细胞，各级精母细胞和精子，卵巢中就是雌性生殖细胞"干细胞"和卵母细胞。

   我们在体外培养中观测到的表达Ddx4，但不进行有丝分裂的细胞和吴际博士在09年报道的小鼠成体雌性生殖细胞干细胞，以及雄性生精干细胞在形状和体积上都很相似。这些细胞都表达Ddx4蛋白。

生物通：您的研究组采用的这种方法与之前一些提出相反观点的研究方法不同，您认为这会造成结果的差异吗？

刘教授：我们的研究和上海交大以及麻省总医院的研究都基于一个生殖细胞标记基因Ddx4，但是我们采用的是内源性的标记，理论上讲严谨度和可靠性较基于抗体的磁珠筛选都要高。此外Ddx4本身不是一个定位在细胞表面的蛋白，能否用于基于抗体的细胞筛选这一方法也是有待商榷的。

生物通：据称，此前的研究比如上海交大和麻省总医院的研究成果，已经被不同实验室得以重复实现，您对此有何看法？

刘教授：目前并没有其他研究者成功重复出上海交大和麻省总医院的成果并发表在国际知名学术期刊上。我们希望在这一技术被应用于临床治疗不育症患者之前，有研究者提供更多的证据来肯定或者否定成体雌性生殖细胞干细胞的存在。

编后语：无论是在此次采访，还是其它外媒的报道中，刘教授都语重心长，反复强调道，在给不孕不育患者以希望之前，还需要更多的研究证据，在最终得出结论之前，应该多加谨慎……

预了解刘教授研究组更多信息，请参阅：http://www.cmb.gu.se/personal/liu-kui/

（生物通：王蕾）

原文摘要：

Experimental evidence showing that no mitotically active female germline progenitors exist in postnatal mouse ovaries

It has been generally accepted for more than half a century that, in most mammalian species, oocytes cannot renew themselves in postnatal or adult life, and that the number of oocytes is already fixed in fetal or neonatal ovaries. This assumption, however, has been challenged over the past decade. In this study, we have taken an endogenous genetic approach to this question and generated a multiple fluorescent Rosa26rbw/+;Ddx4-Cre germline reporter mouse model for in vivo and in vitro tracing of the development of female germline cell lineage. Through live cell imaging and de novo folliculogenesis experiments, we show that the Ddx4-expressing cells from postnatal mouse ovaries did not enter mitosis, nor did they contribute to oocytes during de novo folliculogenesis. Our results provide evidence that supports the traditional view that no postnatal follicular renewal occurs in mammals, and no mitotically active Ddx4-expressing female germline progenitors exist in postnatal mouse ovaries.