卵子也稱為卵細胞,是女性生殖系統中的重要細胞,其發展過程稱為卵子生成(oogenesis)。這一過程從胚胎期開始,一直持續到女性的生殖年齡,涉及多個複雜的生物學步驟。
在哺乳動物中,卵子的生成始於胚胎期的生殖上皮,接著發展成卵巢濾泡,這是卵巢的功能單位。卵子生成包括三個主要的亞過程:生殖細胞產生(oocytogenesis)、卵母細胞轉化(ootidogenesis),以及最終成熟形成卵子(oogenesis proper)。這些過程都需要濾泡發生(folliculogenesis)的支持。
卵子生成過程中,一個原始卵母細胞將通過減數分裂,最終形成一個成熟卵子和若干極體,這些極體在發育中被捨棄。
女性的卵子在減數分裂的早期階段會暫停,這一過程可持續數月甚至數年。這一暫停最初是由於細胞週期蛋白的不足,隨著卵子的生長,這些蛋白合成後,減數分裂的延續則依賴於環狀AMP的濃度。
環狀AMP的生成由卵子膜中的腺苷酸酰化酶(adenylyl cyclase)來驅動,並由G蛋白耦合受體(GPR3)及另一種G蛋白(Gs)維持活性。
隨著卵子的生成開始,發育過程中會先產生大量的原始卵母細胞,然後在出生後逐步減少。在約20週的妊娠期內,女性的卵巢中會生成約七百萬的原始卵母細胞,但在出生時,這一數量會減少至大約100萬至200萬個。
在卵子生成的後期,隨著卵巢濾泡的發育,濾泡內的細胞會產生促卵泡激素(FSH)和促黃體激素(LH)。這些激素會促使卵子再次進入減數分裂的過程。
排卵的過程中,卵子及其周圍的濾泡細胞一同釋放,並準備接受可能的受精。
在現代醫學中,體外成熟(IVM)技術允許卵巢濾泡在體外進行成熟,這對於不需要卵巢過度刺激的情況至關重要。這可以幫助提高女性的生育能力,特別是癌症患者在接受治療前的卵子保存策略。
儘管在小鼠的研究中已成功實現了完整的體外卵子發育,但在較高等哺乳動物中仍然存在挑戰。幾十年來,許多研究致力於開發能夠支持從原始濾泡階段開始卵子發育的培養系統,然而取得令人滿意的成果仍然需要進一步的努力。
隨著年齡的增長,卵子的生育能力會逐漸減弱,這與DNA的雙鏈斷裂的修復能力有關。女性在進入更年期之前,儘管卵巢儲備逐漸減少,卵子仍然能保持一定的生育能力。
研究表明,女性在年長時的卵子儲備減少,但仍然有相當數量的女性能成功懷孕。
卵子的生成是一個複雜且精緻的過程,涉及多個階段和細胞互作,這不僅是生物學上的一個奇蹟,更是在生命開始之前的關鍵時刻。隨著科學的進步我們對這一過程的認知不斷深入,未來會不會找到令更多女性保持生育能力的方法呢?