冷凍23年的睪丸竟成功產(chǎn)生精子！研究人員：為恢復(fù)生育能力提供新思路

白交 2022-05-15 13:36:27 來源：量子位

楊凈 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

將睪丸組織冷凍保存，二十多年后它竟能重新煥發(fā)生機(jī)——

產(chǎn)生具有生育能力的精子？！

最近，來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

他們解凍了至少23年凍存的大鼠睪丸組織，分離出精原干細(xì)胞（精子產(chǎn)生的基礎(chǔ)）。然后將它們移植到大鼠體內(nèi)后，最終成功分化出生殖細(xì)胞和精子。

研究人員表示，這一方法為幫助人類恢復(fù)受損的生育能力提供了一種新思路。

冷凍23年的精原干細(xì)胞

本次的研究對象是精原干細(xì)胞，它能增殖和分化為各種類型的生殖細(xì)胞，包括成熟的精子細(xì)胞。

通常而言，精原干細(xì)胞（也成為A型精原細(xì)胞）分成兩支隊(duì)伍進(jìn)行運(yùn)作。

一支隊(duì)伍進(jìn)入休眠狀態(tài)作為儲備作用，另一支隊(duì)伍則是經(jīng)過有絲分裂成A1-A4型、B型精原細(xì)胞。

隨后，B型精原細(xì)分化成精母細(xì)胞，通過減數(shù)分裂一步步最終形成成熟的精細(xì)胞。

可以說，精原干細(xì)胞是精子生產(chǎn)的基礎(chǔ)，沒有它，就沒有精子。

在小鼠身上，這一過程大概需要12天。理論上講，一個干細(xì)胞可以生產(chǎn)4096個精子細(xì)胞。但實(shí)際情況的精子數(shù)量要少一些。

有了理論基礎(chǔ)，那么他們?yōu)楹我芯坷鋬霾G丸組織這件事。

而當(dāng)前，年輕癌癥患者的存活率已經(jīng)大大增加，但治療方案卻有很高的性腺毒性效應(yīng)，對生育能力會有較大影響。

對成熟的男性來說，他可以選擇儲存精子的方式來保證生育能力。

但兒童就不行，他們需等到青春期后，睪酮等雄性激素上升到一定水平，才能產(chǎn)生精子。

基于這樣的背景，研究人員就將實(shí)驗(yàn)室儲存了超過23年的睪丸組織拿出來解凍了。

他們首先從從游離的睪丸細(xì)胞混合物中提取出精原干細(xì)胞，植入進(jìn)裸鼠體內(nèi)。

這里的裸鼠，指的是缺乏免疫反應(yīng)的小鼠，因而不會排斥外來細(xì)胞。并且在實(shí)驗(yàn)之前，已經(jīng)被研究人員去除掉了生殖細(xì)胞。

結(jié)果顯示，小鼠最終成功再生出精子，還是按照大鼠周期進(jìn)行的。

不過，經(jīng)過長時間的冷凍保存，產(chǎn)生精子的能力還是受到了影響。

相較于新鮮組、以及短期冷凍組，長期冷凍組的精原干細(xì)胞的移植成功率更低，精子細(xì)胞的產(chǎn)生數(shù)量也較少。

從基因表達(dá)變化來看，冷凍組的精原干細(xì)胞十分相似，但分化產(chǎn)生的細(xì)長精子數(shù)量較少。在未分化干細(xì)胞的比例上，長期冷凍組也明顯高于其他兩組。

以往的研究

事實(shí)上，這也不是第一次通過冷凍睪丸組織來保證生殖能力的研究了。

2019年，科學(xué)家就已經(jīng)證實(shí)，短期冷凍過的恒河猴睪丸組織，在解凍移植之后還可以產(chǎn)生精子用于產(chǎn)生后代，表明了臨床應(yīng)用的可行性。

而此次研究則進(jìn)一步驗(yàn)證了通過冷凍睪丸組織來保存生育能力的可行性，同時也說明即便長時間冷凍也能產(chǎn)生精子。

論文鏈接：
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001618