近日，不列顛哥倫比亞大學（UBC）的科學家們用3D打印造出了人類睾丸細胞，並發現了有希望的精子生產技術，這是兩個“世界首次”。
加拿大英屬哥倫比亞大學（UBC）的科學家利用3D技術打印出人類睾丸細胞，並發現其有希望產生精子的早期跡象，這在世界上尚屬首次。
由UBC泌尿外科助理教授Ryan Flannigan博士領導的研究團隊希望，有朝一日，這項技術能為目前無法治療的男性不育症患者提供了解決方案。
“15%的夫婦患有不孕症，其中至少有一半是男性因素造成的。”Flannigan說，其實驗室設立在溫哥華總醫院的溫哥華前列腺中心。
“我們正在用3D打印技術將睾丸細胞打印到一個模仿人體解剖結構的特殊結構中，我們認為這是刺激精子生成的最佳方法。”Flannigan說，如果成功，這將為那些目前沒有其他選擇的夫婦開啟新的生育治療之門。
在人類睾丸內，精子是由被稱為細精管的小管產生。在最嚴重的男性不育症——非梗阻性無精子症（NOA）中，由於這些小管結構產生的精子減少，因此在射精中沒有發現精子。
雖然在某些情況下，醫生可以通過手術幫助NOA患者找到極為罕見的精子，但Flannigan表示，這種手術只有一半的成功率。
“不幸的是，對於另一半患者來說，他們沒有任何選擇，因為我們無法為他們找到精子。”Flannigan稱，而這些就是他們團隊希望幫助的患者。
在最近的研究中，研究人員對一名NOA患者的睾丸進行了活檢並從中收集了幹細胞。然後將這些細胞培養起來，並在培養皿上3D打印成一個中空的管狀結構，類似於能產生精子的細精管。
打印12天後，研究小組發現這些細胞不僅存活了下來，還成長為參與精子生產的幾種特化細胞，並在精原幹細胞維護方面有明顯改善——這都是精子生產能力的早期跡象。這項研究的結果最近發表於《生育與不育科學》。
“這些細胞存活下來並開始分化，是一個巨大的里程碑。雖然後面還有很長的路要走，但這讓我們團隊充滿希望。”Flannigan說。
該團隊目前正致力於“訓練”打印出來的細胞產生精子。為了做到這一點，他們將細胞暴露在不同的營養物質和生長因子中，並微調其結構安排，以促進細胞間的相互作用
如果能讓這些細胞產生精子，那這些精子就有可能通過體外受精使卵子受精，為夫婦提供一種新的生育治療選擇。
該研究項目也揭示了導致NOA的遺傳和分子機制。Flannigan團隊一直在使用各種單細胞測序技術來了解每個細胞的基因表達和特徵，然後對這些數據進行計算模型，從而更好地理解疾病的根本原因，並確定新的治療方案。這項工作還需要高度協作，涉及計算機科學、數學和工程領域的UBC研究人員以及其他國際合作。
“我們越來越多地了解到，不孕症可能有許多不同原因造成，而且每一個病例都因人而異。”Flannigan說，“考慮到這一點，我們正在採取一種個性化、精確的醫學方法——從患者身上提取細胞，試圖了解其特有的異常情況，然後用3D打印的方式加以支持，以克服這些原始缺陷。”
相關論文信息：https：//doi.org/10.1016/j.xfss.2022.02.004
來源：中國科學報