美國史蒂文斯理工學(xué)院（Stevens Institute of Technology）研究團(tuán)隊(duì)近日利用先進(jìn)的光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（Optical Coherence Tomography, OCT），首次在活體小鼠模型中觀察到輸卵管如何通過一種此前未知的“漏斗式蠕動(dòng)泵”機(jī)制，推動(dòng)受精卵（胚胎）向子宮運(yùn)輸。該研究成果發(fā)表在《Biomedical Optics Express》期刊上，為進(jìn)一步理解輸卵管性不孕和宮外孕等疾病提供了重要線索。

輸卵管運(yùn)輸機(jī)制的“黑箱”被打開

輸卵管，也稱為輸卵管道，是連接卵巢和子宮的管狀結(jié)構(gòu)，不僅是卵子與精子相遇受精的場所，還負(fù)責(zé)運(yùn)輸早期胚胎至子宮完成著床。但長期以來，由于技術(shù)限制，科學(xué)家難以在活體環(huán)境中觀察到胚胎在輸卵管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)。

“目前我們對輸卵管許多關(guān)鍵功能的生理機(jī)制了解甚少，這是導(dǎo)致輸卵管性不孕和宮外孕病因尚不明確的重要原因之一。”研究負(fù)責(zé)人、史蒂文斯理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專家Shang Wang表示。

為解決這一難題，團(tuán)隊(duì)借助OCT技術(shù)，成功捕捉到活體小鼠輸卵管內(nèi)早期胚胎的動(dòng)態(tài)運(yùn)輸過程，首次揭示出一種獨(dú)特的輸卵管蠕動(dòng)機(jī)制。

OCT技術(shù)助力揭示生殖“微動(dòng)力學(xué)”

OCT是一種非侵入式的高速三維成像技術(shù)，可在無需熒光標(biāo)記的情況下獲取組織內(nèi)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。研究人員為小鼠植入觀察窗，通過OCT實(shí)現(xiàn)對輸卵管內(nèi)壁及胚胎活動(dòng)的實(shí)時(shí)成像。

由于輸卵管內(nèi)存在密集的纖毛結(jié)構(gòu)（cilia），但纖毛太小難以直接成像，研究人員通過OCT信號(hào)強(qiáng)度變化間接測量纖毛節(jié)律。同時(shí)，他們還通過4D OCT（即3D成像+時(shí)間維度）記錄輸卵管肌肉的收縮波動(dòng)，分析管腔截面積變化，以了解其蠕動(dòng)節(jié)律。

揭示“漏斗式蠕動(dòng)泵”原理

研究聚焦于輸卵管的兩個(gè)關(guān)鍵部位：受精發(fā)生的壺腹部（ampulla）與靠近子宮的峽部（isthmus）。初步僅對峽部成像未發(fā)現(xiàn)明確的胚胎推進(jìn)機(jī)制，研究人員遂擴(kuò)大觀察范圍，覆蓋整個(gè)壺腹至峽部區(qū)域。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，來自壺腹部的收縮波沿著輸卵管推進(jìn)，與此同時(shí)，之前收縮區(qū)域的肌肉出現(xiàn)松弛狀態(tài)，從而形成前推與回吸相結(jié)合的“漏斗式蠕動(dòng)泵”現(xiàn)象。這種機(jī)制使得胚胎雖呈雙向移動(dòng)趨勢，但在輸卵管轉(zhuǎn)折處由于管腔收縮，能夠阻止胚胎回流，從而實(shí)現(xiàn)凈向子宮方向的位移。

“雖然OCT技術(shù)此前已用于多種生物醫(yī)學(xué)成像，但這是首次用于揭示小鼠模型中輸卵管如何在活體條件下運(yùn)輸胚胎?！盬ang指出，“掌握了這一正常生理機(jī)制后，我們才能進(jìn)一步探索異常胚胎運(yùn)輸路徑如何導(dǎo)致宮外孕等問題?！?/p>

有望推動(dòng)生殖疾病診療策略革新

研究團(tuán)隊(duì)接下來將進(jìn)一步研究在胚胎運(yùn)輸異常時(shí)，OCT是否可以用于早期診斷宮外孕等疾病，并探索輸卵管運(yùn)動(dòng)障礙與不孕之間的具體關(guān)聯(lián)。

這項(xiàng)研究不僅為基礎(chǔ)生殖生物學(xué)提供了新工具，也為臨床上改善輸卵管相關(guān)疾病的診療策略奠定了重要基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：Huan Han et al, In vivo dynamic imaging reveals the oviduct as a leaky peristaltic pump in transporting preimplantation embryo toward pregnancy,?Biomedical Optics Express?(2025).?DOI: 10.1364/BOE.565065

編輯：王洪

排版：李麗