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破解不孕症密碼!細胞「天線」是胚胎著床成敗關鍵

北美智權報 / 編輯組

全球不孕症治療迎來重大歷史性突破!在國家科學及技術委員會(國科會)的長期支持下,由國立中正大學校長暨生物醫學科學系講座教授蔡少正帶領的研究團隊於6月3日召開記者會公布,成功破解了受精卵能否在子宮成功「著床」的終極密碼。研究團隊發現,子宮內膜細胞上一個不到5微米、宛如細胞「天線」的微小結構 — 「初級纖毛」(primary cilia),正是決定女性能否順利懷孕的隱形關鍵。這項領先全球的頂尖研究,日前已正式發表於國際權威期刊《生物醫學科學期刊》(Journal of Biomedical Science)。

國科會學術成果系列 — 細胞「天線」決定胚胎著床的成敗記者會合影,左起:成功大學附設醫院醫師吳孟興;國科會生科處副處長涂君怡;中正大學校長蔡少正;成功大學生理所博士侯奐慈;照片提供:國科會

著床關鍵期:細胞天線伸長 接收「好孕訊號」

研究團隊指出,胚胎要能順利住進子宮,子宮內膜必須先建立良好的「容受性」(意即子宮環境準備好接納胚胎)。在排卵後的第一週是著床關鍵期,健康的子宮內膜基質細胞會主動伸出「初級纖毛」。

這個微小的天線結構上,佈滿了前列腺素E2(Prostaglandin E2)的受體蛋白(EP4)。它就像雷達一樣,負責感知環境中的前列腺素訊號,並啟動「蛻膜化」程序,讓子宮內膜分化為最適合胚胎居住的溫床。一旦這個接收訊號的過程受阻,胚胎就無法順利著床。

子宮內膜異位症不孕之謎:天線被「剪短」了

全球約有30~50%的子宮內膜異位症患者面臨不孕困擾,過去原因始終成謎。研究團隊與國立成功大學醫學院附設醫院婦產部跨界合作,結合AI智慧分析系統與臨床數據分析,終於揪出幕後黑手。

研究團隊發現,子宮內膜異位症患者的子宮環境中,一種名為「轉化生長因子β1」(Transforming Growth Factor Beta 1)的干擾物質濃度會異常升高。這種因子會嚴重抑制初級纖毛的生長,導致天線「變短」或「數量減少」,子宮細胞因此變成「收訊不良」的斷網狀態,無法順利蛻膜化,受精卵自然過門不入。

成大生理學研究所博士後研究員侯奐慈解釋,透過人工智慧(AI)輔助智慧分析系統過濾後確認,纖毛異常正是導致子宮容受性降低的原因,臨床觀察也發現,子宮內膜異位症患者的子宮內膜基質細胞,初級纖毛數量明顯較少,長度也比較短。

經使用抑制轉化生長因子β1訊號的藥物後的子宮內膜異位症患者,胚胎著床率顯著改善;圖片來源:國科會學術成果系列記者會-細胞「天線」決定胚胎著床的成敗簡報

好消息是,小鼠實驗中進一步證實,當子宮內轉化生長因子β1濃度升高時,纖毛會隨之縮短,導致懷孕率顯著下降。若使用抑制轉化生長因子β1訊號的藥物,則可恢復纖毛形成,胚胎著床率也會顯著改善。

臨床實證:精準預測懷孕率高達80%

成大醫院婦產部生殖內分泌科主任醫師吳孟興指出,臨床上常遇到子宮內膜異位症患者,即便接受了試管嬰兒(人工生殖)、植入了胚胎,懷孕成功率仍遠低於同年齡沒有子宮內膜異位症的女性。這證實了「子宮容受性」是決定胚胎是否可以成功著床,並進而成長最重要的條件之一。

研究團隊以數據證明,進行胚胎移植後成功懷孕的女性,子宮內膜細胞具有較長且比例較高的初級纖毛。未來,臨床上可望透過分析這根細胞「天線」的長度與比例,作為診斷不孕症的全新生物標記,預測懷孕成功率的準確度高達80%以上

研究團隊提出臨床數據,顯示初級纖毛具有良好的臨床預測潛力;圖片來源:國科會學術成果系列記者會-細胞「天線」決定胚胎著床的成敗簡報

這項全球首創的研究,為全球首度揭示初級纖毛在子宮內膜容受性中的關鍵角色,不僅解開不孕症的難題,也為不孕症的藥物開發與診斷評估提供新的方向。未來,透過監測細胞「天線」的狀態,或許能更精準地調整子宮環境,為廣大受不孕症所苦的家庭,點燃全新希望。