HRC胚胎实验室的一天:胚胎学家都对胚胎做了什么?
当我们前往生殖医疗中心寻求帮助的时候,与我们有直接接触的往往是胚胎学家,以及在促排、移植过程中能够接触到的医疗团队。那这些就是试管婴儿的全部了吗?
"答案是否定的。在HRC,每个小天使的出生都和胚胎学家们“默默无闻”的工作密不可分。胚胎学家们在实验室日复一日地工作:他们的手操作着生命的起源,他们第一时间感受生命的勃发,他们是离梦想最近的人。"
本周的走进HRC,我们将通过HRC胚胎学家的一天,带大家走进相对陌生的胚胎实验室,揭秘胚胎学家的工作。相信大家看过以后,一定会对他们的付出有全新的了解。
▲Encino院区的胚胎学家团队正在紧张有序地工作着
每个清晨,无论阳光还是阴霾,当大部分人刚刚起床的时候,HRC生殖中心的胚胎实验室已经开始忙碌了。我们踏着匆忙的脚步,开始了一整天忙碌的工作。我们将这里称为生殖医学中心的“心脏”,就像汽车的引擎发动机一样的存在。
作为真正的“幕后英雄”,我们需要进行卵子颗粒膜细胞剥离→受精→培养液的更换→生长过程监控胚胎评级等操作。
这其中每一个细微的操作动作如果不够准确有效,都可能剥夺胚胎生而为人的机会。
胚胎实验室环境控制,营造最优生长环境
胚胎学家面临的第一项挑战就是:为胚胎的培养营造一个最优的生长环境。
实验室系统直接关乎着胚胎的发育情况,胚胎发育对环境要求非常严格:任何细微的温度、湿度的变化都可能影响胚胎发育。
在HRC,我们在进入实验室前都必须戴上口罩、换上干净的手术衣,保证实验室内24小时恒温恒湿超净的环境,我们有严格的实验室环境控制的标准:包括室内温度、湿度,氧气、氮气等浓度。
HRC的胚胎实验室的检卵、受精、对胚胎的观察等操作是在这样特制的类似新生儿保育器的培养箱中进行。该操作箱能严格控制二氧化碳及氧气的比例,创造出一个模拟子宫的优良环境。
▲胚胎孵化器“小蓝盒”,里面保持着恒温、恒湿、无菌的环境
精挑细选,保证受精胚胎质量
囊胚能不能养成,首先决定于卵子和精子的质量。精子和卵子取出后,需要尽快送到实验室进行挑选和处理。这是胚胎学家们所面临的第二项挑战。
成熟的卵子边缘包绕着透明带,透明带周围还有放射状的卵丘细胞。优质的成熟卵子周围的卵丘细胞大致呈对称性排列,且在透明带与巨大的次级卵母细胞之间有第一极体的存在。
由于配子及胚胎操作的特殊性,电子显微镜成了我们的好帮手,卵子处理、精液优化、ICSI、辅助孵出、精子/卵子的冷冻与解冻、胚胎冷冻与解冻等都离不开各种显微镜。
▲优质卵母细胞
经过我们火眼金睛的甄别,处理好的卵子会第一时间被安放在恒温恒湿的“家”――培养箱里,静静地等待和精子哥哥的约会,为成为胚胎做足准备。
▲培养箱内培养皿及试剂平衡
在显微镜下,精子“胖、瘦”,“碎片”大小各不相同,胚胎生长情况展露“千姿百态”。在经历优化后,那些帅气的“游泳冠军”脱颖而出,等待着与卵子妹妹的相遇。
每一次的选择都是技术和经验的结晶,经过多年的实践操作,作为胚胎学家,我们的太知道哪些帅哥精子可以被“包办”,而哪些只能做羡慕的旁观者了。
精确操作,单精子注射形成胚胎
我们技术的优劣对胚胎的成长起着关键作用,同时也直接影响IVF的成功率。这是胚胎学家面临的第三项挑战。
我们在倒置显微镜下完成单精子显微注射,帮助精子和卵子快速的结合“婚配”。这是胚胎培养中非常重要,同样也是比较复杂的一步。(点击这里了解移植前单精子注射技术ICSI)
美国加州HRC生殖中心采用比常规的显微受精ICSI更为精细化的Piezo-ICSI,以及IMSI技术,提高受精率。
▲HRC胚胎学家正在电子显微镜前进行ICSI单精子注射操作,一个完美的受精胚胎即将诞生
囊胚培养,成败全在细节中
胚胎学家的第四项挑战是囊胚培养,胚胎发育过程中的每一个环节都可能会影响到胚胎的质量和发育潜能。一旦完成精卵结合、成功受精,受精卵将继续在培养液中发育到囊胚阶段。
一般来说,第一天如果观察到双原核细胞,就说明细胞正常受精,可以继续培养;第二天会进入卵裂期,一般会生长成2-4细胞;第三天正常胚胎会到达8细胞期,这时候胚胎实验室人员在显微镜下观察形态后会根据细胞的数量、形态等指标对胚胎进行分级,最终选取评分较高的胚胎进行移植或培养。
▲卵裂期胚胎
▲囊胚
相比处于3天卵裂期胚胎(鲜胚)而言,囊胚在体外多呆两天(5-7天),成为了有100多个细胞的细胞团。细胞百团大战生命力当然比卵裂期胚胎会更强,体现在囊胚的单次移植着床率从30%提高到了60%。
但并不是所有实验室人员都有成熟、完整的技术能够将受精卵成功培养到囊胚阶段。如果胚胎养到第4天就停止分裂了,索性连移植的机会都没有。
HRC胚胎学家的每一步都有技术和细节的严格要求,每一步都必须经过严格核对,我们对待胚胎必须严谨细致、高度负责、一丝不苟、全神贯注、严格精准的执行。
相对于诊室的人来人往,胚胎实验室内却是平静与沉默,我们需要实验室的稳定状态,给胚胎学家们一个稳定的操作环境。
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胚胎的成长监测
值得一提的是:过去胚胎学家只能有限的几次将发育中的胚胎从培养箱中取出来观测,现在有了,通过延时摄像技术,可以将胚胎几天的培养过程浓缩到数分钟内的视频中。
胚胎实验室通过24小时Timelapse系统进行胚胎生长状况监控。我们除了静态观察,也能够对生长过程进行多位点观察和动态观察,从而更准确的判断胚胎的发育潜能,及时做出干预,比如受精以后的单核、多核现象等。
▲Time-lapse培养系统观测下胚胎从16小时到106小时的成长过程
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培养液的替换
培养液是胚胎生长发育的载体,也是胚胎分裂的能量来源。从受精卵分裂到胚胎的形成,会新陈代谢不断产生废物,而且不同成长阶段对培养液的要求也是不一样的。
什么?把受精卵往水里一丢就完事,那你太天真了!
在初期胚之前用丙酮酸和乳酸进行代谢,往囊胚发展则需要更多葡萄糖和氨基酸。整个过程中胚胎学家需要连续性调整培养液的成分并同时更换掉废液。
除了连续型培养液、钙离子增强等,我们还会根据观察到的胚胎生长情况采用微电击强胚胎内部的分裂。为减少外界对于胚胎的干扰,可以每两对准父母的胚胎住在一个培养箱里,减少每次开箱对胚胎的影响。
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PGS/PGD基因筛查
在囊胚培养成熟之后,我们将利用第三代试管婴儿技术,即胚胎植入前基因筛查(PGS)、遗传学诊断(PGD)进行胚胎遗传筛查和诊断。这也需要我们在电子显微镜的辅助下,取下囊胚几个外胚层的细胞进行遗传物质检测,并选取最健康的、符合患者需求的胚胎进行移植。
▲胚胎学家在电子显微镜下完成基因筛查
胚胎学家作为医务工作者的一员,我们并不特殊。
但我们又个性鲜明,因为我们着眼于人类生命科学中的微观世界,在显微镜下:我们会为它们的优秀而开心,也会为它们的退步而落寞。
无论它们是怎样的开始,HRC的每一位胚胎学家都是生命起源的守护者――从容的准备、细心的观察、精确的操作,这一切都是为了将一颗颗精子和卵子培养成受精卵,努力地将一个个胚胎守护成为日后的生命。
如果还有疑问,欢迎您通过微信:1530863253 ,加入HRC交流群。 我们为您提供专业的咨询和温馨的服务!
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