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透明质酸酶在辅助生殖领域的应用

透明质酸酶(Hyaluronidase,HAase) 是广泛分布于自然界中的一类糖苷酶,通过作用于 β-1,3或 β-1,4 糖苷键来降解透明质酸(Hyaluronic acid,HA)(图 1)。[1]透明质酸酶参与了机体内受精过程、新生血管生成、炎症反应、创伤修复、细菌致病和毒素扩散等生理反应,因此广泛应用于多个领域,例如,整形、外科手术、眼科、内科、肿瘤治疗、皮肤科及妇科等。

图1 透明质酸结构

 

随着科技的不断进步,辅助生殖技术为许多不孕不育夫妇带来了新的生育希望。在而这个领域,透明质酸酶在促进受孕过程中起着重要作用。

 

 

 

透明质酸酶在辅助生殖中的应用 

在辅助生殖的体外受精领域,卵胞浆内单精子注射(ICSI)曾经是体外受精(IVF)失败的补救手段,但经过多年发展ICSI在不孕不育治疗领域中已占具举足轻重的地位。ICSI技术的出现,为很多不孕不育家庭带来了新的生育希望。

 

ICSI是一种高度技术化的体外受精技术。其工作原理是在显微镜下,通过精细的操作,将单个精子直接注射入卵子的胞浆中,实现受精。(如图2)ICSI整个操作流程包括托颗粒细胞、精子制动、显微注射以及胚胎培养四个步骤。(如图3)在ICSI技术中,卵子必须从其周围的卵丘细胞/颗粒细胞中分离以便观察卵子的成熟和质量。颗粒细胞主要分散在粘稠的透明质酸中,而含透明质酸酶的颗粒细胞去除液可将透明质酸(即保持卵丘细胞的细胞外基质的粘多糖)的己糖胺键水解,从而实现颗粒细胞从卵母细胞上分离,得到可用于卵胞浆内单精子显微注射的卵母细胞,以便实施单精子注射技术。[2]

图2 ICSI卵胞浆内单精子显微注射技术(图片来源于网络,侵删)

图3 ICSI操作流程

 

重组人透明质酸酶在辅助生殖领域的应用优势 

在ICSI技术中,卵母细胞退化是常见的现象,退化可能会在注射针撤出后立即发生,表现为卵母细胞的突然破裂和胞质的泄漏。目前一些干预措施已经被提出来减少卵母细胞退化。如使用更小的内径和更长的锥度的注射移液管可以显著降低ICSI后的退变发生率;降低透明质酸酶的浓度和暴露时间的长度也能降低其对卵母细胞可能产生的毒性作用。

 

除此之外,有研究表明使用重组人透明质酸酶去除卵冠-卵母细胞复合物时更加安全有效,并能显著提高受精率,降低卵母细胞损伤。[3]从数据中我们可以发现,使用重组人透明质酸酶能够将母细胞损伤率降低至3.08%,同时将受精率提高至73.44%。(如图4)[3]

 图4 使用牛源透明质酸酶(2005a)或重组人透明质酸酶(2006b)的卵母细胞损伤率和正常受精率

 

传统动物来源的透明质酸酶制剂,缺乏纯度(

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