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微孔(The well of the Well,WOW)培养系统

       虽然我们周围的一切都发生在三维空间,但人类更喜欢在二维空间中重新创造世界。 二维图画最早可能始于洞穴壁画,接着是埃及纸莎草卷,然后是中世纪的壁画、镶嵌画、绘画和抄本。摄影、电影、电视、电脑屏幕、手机显示屏——我们的虚拟世界是二维的,直到今天依然如此。雕塑和建筑可能是例外,但文化、教育和科学几乎完全建立在平面上。重新创造第三维度的零星尝试,至少在娱乐领域上一次又一次地失败。技术上是可能的,但人们不感兴趣。

      同样的方法在实验室中占主导地位。即使在体视显微镜下,也只能从二维角度察看卵母细胞和胚胎;我们把它们想象成二维的,并为它们提供二维的环境。软件和图象学提供了三维外观和分析,但主要用于插图或基于人工智能的分析。人类的智力似乎是不够的。

      对于大多数目的,两个维度就足够了。然而,当我们谈到胚胎培养时,可能需要考虑其他的选择。请不要忘记:对胚胎学家有益的,不一定对胚胎有益。在实验室里,胚胎是最重要的。

      奇怪的是,胚胎学家很长时间都没有注意到在培养皿底部制造一个微孔用于个体胚胎培养。随着无透明带核移植技术的引入,这种方法以保持牛胚胎卵裂球紧密连接为唯一目的被测试。微孔最初是在实验室里手工用商用金属针和机械压力在四孔皿中制备的。后来,商品化WOW培养系统成功地弥补了透明带和群体效应的缺失,阻止了胚胎的分散,并保持了体内外较高的发育能力。

       WOW培养系统在其他实验目的上也有独一无二的作用,包括培养单个透明带完整的不同哺乳动物的胚胎。总的来说,WOW培养系统成功地弥补了共同培养效应的缺失,即使是在一个大液滴或一个孔中培养单个胚胎。

       从胚胎的角度看,孔的尺寸似乎越小越好。直径比透明带稍大一点的微孔似乎对单个胚胎来说就足够了。根据K. Matsuura (RFD, 2013)的计算,WOW内部的小分子和大分子的浓度相差大约两到三倍,可以稀释胚胎代谢的产物并提高胚胎周围的自分泌因子浓度。

       然而,这种效应只在深而窄的微孔中表现出来,直径大而底部平坦的微孔(例如为时差培养而制备的培养孔)可能具有光学优势,但不能利用微环境。此外,只有在一步式培养液连续培养到囊胚期后,才能看到WOW的显著效果。

       VitaVitro推出的新型WOW培养皿包含不同的微孔组:其中一些适合时差培养(Time-lapse)观察;另一些则用于充分支持胚胎发育。胚胎学家可根据他们的实际需求决定选择哪一种。微孔培养皿的一个典型的缺陷是气泡的产生,而VitaVitro® WOW完全消除了这一令人烦恼的问题。

参考文献:
1. Vajta G, Peura TT, Holm P, Páldi A, Greve T, Trounson AO, et al. New method for culture of zona-included or zona-free embryos: The Well of the Well (WOW) system. Mol Reprod Dev. 2000; 55: 256–64.
2. Vajta G, Kőrösi T, Du Y, Nakata K, Ieda S, Kuwayama M, et al. The Well-of-the-Well system: an efficient approach to improve embryo development. Reprod Biomed Online. 2008; 17: 73–81.
3. Ieda S, Akai T, Sakaguchi Y, Shimamura S, Sugawara A, Kaneda M, et al. A microwell culture system that allows group culture and is compatible with human single media. J Assist Reprod Genet. 2018; 35: 1869–80.
4. Ikeda S, Sugimoto M, Kume S. Lipofection of siRNA into bovine 8-16-cell stage embryos using zona removal and the well-of-the-well culture system. J Reprod Dev. 2018; 64: 199–202.
5. Kelley RL, Gardner DK. In vitro culture of individual mouse preimplantation embryos: the role of embryo density, microwells, oxygen, timing and conditioned media. Reprod Biomed Online. 2017; 34: 441–54.
6. Matsuura K. Numerical calculations for diffusion effects in the well-of-the-well culture system for mammalian embryos. Reprod Fertil Dev. 2014; 26: 742–51.

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