1. 成功用干细胞制造小鼠精子
2. 什么是不孕不育?
3. 精子制备研究
4. 需要解决的问题和未来展望
1.成功用干细胞制造小鼠精子
京都大学高级研究所人类生物学高级研究中心的斋藤东彦教授、医学研究生院的石岛裕子博士、横滨市立大学医学研究生院器官再生医学教授小川洋子和助理教授佐藤太郎的研究小组成功地从小鼠多能干细胞(ES细胞)中制造精子。
这个创造过程是复制雄性生殖细胞的完全分化过程,几乎完美地再现了体内的精子创造过程。
这一研究成果是人类不孕不育治疗的重大进展,有望尽快应用于临床。
十年前,夫妻之间往往认为,妇女不能生孩子是有原因的。
然而,医学的进步使不孕不育治疗基于科学知识,因为我们知道不孕不育的原因在男性和女性中都以类似的频率存在。
首先,我将解释目前揭示的不孕不育。
2.什么是不孕不育?
生育的定义是指即使育龄男女希望怀孕,并且没有避孕一年以上进行,也没有怀孕。
男性和女性都可能导致不孕不育,女性可能患有输卵管阻塞、无排卵症等,而男性则可能精子数量较少或精子不存在。
此外,男性和女性的年龄都会降低怀孕能力。 在30岁左右,女性的怀孕率下降,每35岁左右的怀孕概率明显下降。
与女性相比,男性的下降速度逐渐下降。
一般说来,精子质量下降,但这表明精子运动能力下降,精子数量减少。
这项研究是帮助男性消除不孕不育的原因,所以让我们再看看男性不孕不育的原因。
首先,有不孕不育的原因,称为性功能障碍。
这包括勃起障碍,通常被称为ED,和那些不能射精在性,阴道射精。
虽然这通常是由于不怀孕的压力或其他因素造成的压力,但糖尿病等疾病也可能导致性功能障碍。
在某些情况下,精子不会释放,因为到迪克尖端的通道的某处被堵塞,即使精子被成功制造。
这是一种称为精路通过障碍的症状,可能是由于睾丸上体炎等原因,但即使睾丸上体炎完全治愈,也可以看到因后遗症而堵塞的情况。
精子数量少或精子不存在的少数问题,以及精子制造但精子运动性差的症状,都属于造精功能障碍。
由于精子对热很敏感,如果睾丸因某些疾病而发烧,精子的活力就会降低,怀孕能力也会下降。
不孕不育的原因将通过测试确定。
对于男性,通常首先对是否患有感染进行血液测试,然后对进行测试。
测试通过显微镜观察检查精子是否存在,以及精子在视觉上的运动能力。
根据世卫组织的标准:
射精时的量为 2 . 0ml 以上
精子浓度超过每毫升2000万
精子的全身运动在精子总数的50%以上
通过目视形态观察,正常形态的精子占全体的30%以上
清除这些条件将被视为正常。
在检查中,如果精子被诊断为异常,在某些情况下,通过重新审视生活方式可以改善精子。
缺乏锻炼、睡眠不足、吸烟习惯和精神压力被认为是应该重新审视的生活方式,但仅靠这次审查可能无法改善。
这项研究有望用于创造精子和人工授精,并在未来恢复体内的精子形成能力。
3. 精子制备研究
使用的干细胞是小鼠的胚胎干细胞,即ES细胞。
研究小组已经成功地从ES细胞中制造出精子干细胞,这是精子的主要来源。
然而,这种精子干细胞不能分化成成熟的精子,并且被认为缺少一些功能。
精子从早期阶段(原生殖细胞)通过精子干细胞成熟到精子。
此步骤还不早。
从身体的生长和分化的角度来看,精子会慢慢变成精子。
研究小组将小鼠的ES细胞分化成原生生殖细胞,并与从小鼠体内采集的睾丸细胞一起培养。
换句话说,ES细胞加睾丸中的细胞在同一培养皿中"共培养",并分化成精子干细胞。
目标是最终将精子干细胞分化成精子,但研究小组根据自己的想法诱导分化。
首先,从另一只老鼠身上取出睾丸,将其切成薄片,以制作组织碎片。
当从ES细胞制备的精子干细胞放入组织碎片中培养时,精子干细胞成熟并分化成精子。
形式是精子,但在这种情况下,精子不能达到研究的目的,如果没有受精能力。
卵子是从雌性小鼠身上采集的,当添加精子时,它被确认为可以受精。
换句话说,所生产的精子被证明有能力进入卵子,并证明受精卵可以形成。
然后,为了检查受精卵是否正常发生,我们使用制备的精子将人工受精的受精卵移植到另一只小鼠的雌性子宫中。
我们用43个受精卵做了这个实验,结果发现雄性和雌性老鼠各生一个。
目前,在43个受精卵中,有2个发生正常,因此可能给人的印象是,概率略低,但人类人工授精怀孕的概率据说为5%至10%,因此,在实验中,可能性并不低。
相反,在这一阶段,43个中有2个能够推进到正常个体的诞生,这是对实际应用的期望的结果。
4. 需要解决的问题和未来展望
虽然这一研究成果寄予厚望,但仍有一些问题需要解决,才能付诸实践。
首先,这一次,我们成功地与ES细胞,但问题是,我们是否可以做同样的事情与iPS细胞。
ES细胞必须使用别人的细胞,供应途径是一个问题。
如果iPS细胞能够产生精子,那么从受试者的细胞中产生iPS细胞,然后从细胞分化出原生生殖细胞和精子干细胞,最终诱导精子分化成成熟的精子,从而利用自己的细胞获得造精能力。
使用iPS细胞不仅使细胞更容易供应,而且可以防止免疫排斥。
下一个问题是如何处理与本研究准备的精子干细胞一起培养的睾丸的组织部分。
在人类中,你必须准备人类睾丸部分,但预计准备是相当困难的。
因此,需要开发替代方法。
研究认为,需要开发一种替代物质识别的方法,其依据是构成小鼠睾丸部分的细胞分泌一些物质,精子由该物质成熟。
虽然这是一项非常具有里程碑意义的研究,但仍有许多问题需要解决,今后研究的进展值得关注。
京都大学的一个研究小组正在研究ES细胞,同时在iPS细胞中开展类似的研究。
预期将取得进展,但由于涉及生殖细胞,伦理讨论是一项必要的研究,今后可能需要进行这种讨论。