[发明专利]用于支持源自卵巢的细胞或组织发育的装置

说明书

一种用于支持细胞沉积物发育的装置，该细胞沉积物包含源自卵巢的细胞或组织中的至少一种。该装置包括入口孔、出口孔和设置在入口孔和出口孔之间的封闭式培养室。该装置还包括将入口孔流体连接至培养室的入口通道和将培养室流体连接至出口孔的出口室和/或至少一个出口通道。出口室和至少一个出口通道中的至少一个经设置尺寸以防止细胞沉积物从中通过。

技术领域

本发明涉及一种用于支持源自卵巢的细胞或组织中至少一种的发育的装置。特别但非排他性地，本发明的实施方式涉及一种用于支持胚胎发育的微流体装置。还提供了一种包含该装置的系统和该装置的相应用途。

背景技术

受精卵成为胚胎的动态过程(称为胚胎发生)的特点是一系列精确定时和协调的事件，这些事件将确定哪些胚胎具有进行基因组激活、发育到囊胚期并随后着床(implant)以产生妊娠并产生健康后代的能力。

受精前，卵子(卵母细胞)通过在卵巢卵泡中减数分裂而分裂、扩大并成熟，直到达到称为减数中期II的减数分裂阶段。此时，卵母细胞被释放到输卵管中，并受精，输卵管是连接卵巢和子宫的管状结构。受精后，哺乳动物受精卵开始其向子宫的旅程，在例如诸如鼠、牛和人类等物种中，该旅程历时3至7-8天，在此期间，由于纤毛的推动和平滑肌介导的蠕动，着床前胚胎会经历流体流动并受到剪切应力(shear stress)。随着行进，受精卵分裂。第一次裂解产生两个相同的细胞，然后再次分裂产生4个细胞，8个细胞，16个细胞(桑椹胚期)，依此类推，直到达到囊胚期。例如，在诸如小鼠、牛和人类等物种中，16细胞桑椹胚的外部细胞分裂产生细胞的外缘(滋养外胚层)和细胞的内芯(内部细胞团)，这是细胞特化的第一个证据。在滋养外胚层与内部细胞团的物理分离和分化的同时，充满流体的囊胚腔形成，并且桑椹胚变成囊胚。例如，在小鼠、牛和人类中，在囊胚期(或之后不久)，胚胎到达子宫。

8细胞期胚胎比囊胚早期对剪切应力更敏感。慢性剪切应力(在12h内为1.2dyncm^-2)在囊胚期可致死，而蛋白质透明带覆膜(覆层，被膜，coat)会减弱剪切应力的影响。当它到达子宫时，囊胚会从透明带(该结构最初包围卵母细胞，并且还防止囊胚着床到输卵管壁)中“孵化”出来。

新兴的微流体领域使得可成功地在体外重现着床前发育的生理条件。虽然微流体技术最初是在1970年代中期开发的，但首个“芯片实验室(lab on chip)”装置是在1990年代初期，其能够将常规实验室设备简化为将微流体设计与生物学相结合的小型平台，尤其是用于细胞生物学的研究。微流体系统可以在封闭且优化的系统中支持辅助生殖技术(ART)治疗的多个部分。配子的选择、受精和着床前发育均已在微流体系统中成功完成。由于有了计算模型分析，微流体装置提供了在制造前定制和优化微流体设计的可能性，从而减少了与传统培养技术(例如油下的微滴)相关的处理、应力和人为错误。当前的体外胚胎培养方法主要是基于培养皿中的胚胎，滴加20至100μL的确定成分培养基，并用矿物油或石蜡油覆盖以避免蒸发。

机械应力(由使用胚胎处理移液器移动的胚胎引起)或培养环境的变化(例如培养基、pH、温度、O₂、张力、添加剂)可能对胚胎的健康具有显著的不利影响。在微流体装置中，机械和生化地评估并处理胚胎/细胞及其微环境的能力，可以更好地了解如何优化ART，从而有助于开发更具生理相关性的胚胎培养系统。

已经开发出多种微流体装置，使胚胎在微通道或微室中培养，通过使用孔状结构或阀固定在适当的位置(参见例如US2007/0231901A1、US6,695,765B1和WO2011/160430A1)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于支持(承载，supporting)细胞沉积物发育的装置，所述细胞沉积物包含来源于卵巢的细胞或组织中的至少一种，该装置包括：

入口孔、出口孔和设置在入口孔和出口孔之间的封闭式培养室；

将入口孔流体连接(耦连，coupling)至培养室的入口通道；