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睾丸组织冷冻20多年后,还能产生精子?

小七 141 0
想象一位男性患上癌症,且肿瘤生长的部位靠近生殖器官或者一些相关腺体,那放细胞疗或化疗就可能对他的生育功能造成威胁。 假如患者已经成年或到了青春期,他至少可以选择将自己的精子冷冻起来,等到来日解冻,便有机会依靠体外授精等方法,把自己的基因传递给下一代。但假如患者还在幼年,没有精子可以事先冷冻,又有什么技巧能把生殖能力保存下来? 从前,科学家们就提出过冷冻睾丸组织的方法,也证实了短期冷冻过的灵长类睾丸组织,还可以用来产生精子。只是,一些幼童接受癌症治疗的时间可能很长,有的甚至超过10年,短期冷冻可能无法满足他们的需求。许多研究者也十分好奇,睾丸组织究竟能在冷冻环境下保存多久不失效。 在介绍新的研究成果之前,我们首先要了解一下,睾丸里负责制造精子的到底是谁。 对人类来说,一个健康的成年男性,单次发射通常可以喷出4000万到12亿个精子。每一个游动的精子,都是以精原细胞(spermatogonium)为起点,经过减数分裂等一些步骤制造出来的。 当然,男性并非从出生起就可以制造精子,而是要等到青春期,睾酮这种雄激素上升到一定水平,才会启动减数分裂,开始生产精子,让一个男童逐渐成长为拥有生育能力的成熟男性。 但即便男人到了可以生育的阶段,也不是每个精原细胞,都会通过减数分裂来制造精子。根据功能的不同,科学家将精原细胞分为两类,A型和B型: A型精原细胞,又叫精原干细胞(Spermatogonial stem cell),它们的工作就不涉及减数分裂。其中一部分精原干细精子胞,会利用有丝分裂来增殖,制造更多的精原细胞;另一部分只作为储备,不进行减数分裂,通常也不进行活跃的有丝分裂。 蓝为通常不进行活跃有丝分裂的Ad型精原细胞,橙为进行有丝分裂增殖的Ap型精原细胞,二者都属于A型精原细胞;黄为B型精原细胞,由Ap型精原细胞分裂而成;绿为初级精母细胞,由B型精原细胞分化而来,并在第一次减数分裂的末期,分化为次级精母细胞(紫)(图片来源:Wikimedia Commons) B型精原细胞,便是由那些增殖中的精原干细胞(即A型精原细胞),依靠有丝分裂生产出来的。只有B型精原细胞才会分化成初级精母细胞,通过减数分裂一步步产生精子细胞。此后,再经过一系列形态变化,精子最终会拥有蝌蚪形的身躯,善于游泳。 看到这里,你或许能感觉到,精原干细胞(SSC)就是男性生殖能力的根基。睾丸里每天要产生数百万个精子,精原干细胞的增殖和分化,对保障精子的高产至关重要。此前已有科学家证实,包含小鼠精原干细胞的新鲜睾丸组织,被移植到无生育能力的小鼠体内后,仍然能产出有活力的精子。 另外,2019年又有研究者利用与人类亲缘关系更近的恒河猴做实验,为一些快到青春期的幼年猴子移除了睾丸,切片冷冻5个月左右,再移植回相应恒河猴的背部和阴囊处。根据研究团队的报告,那些睾丸被切除时,都是没生产过精子的未成熟睾丸,但当冷冻过的睾丸组织被移植回恒河猴体内,随着动物青春期来临,移植组织便能产生精子了。研究人员甚至用这样得来的精子,使母猴成功受孕,繁育出健康的后代。 但就像开头提到的那样,科学家们更希望用这种方法用到人类身上,在更长的时间尺度下保留癌症患者的生育能力。近年儿童癌症患者存活率越来越高,但代价通常是生育能力的损伤。如果一位男童需要长期接受癌症治疗,冷冻的睾丸组织和当中的精原干细胞能和他一起坚持么?如今,宾夕法尼亚大学的一支研究团队用大鼠的精原干细胞做了实验,科学家想知道经过多年冷冻,这些干细胞的功能会不会丧失。


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