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男性不孕症治療重大突破!科學家打造「人造微型睪丸」 重現精子發育軌跡

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男性不孕症治療重大突破!科學家打造「人造微型睪丸」 重現精子發育軌跡
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男性不孕症治療重大突破!科學家打造「人造微型睪丸」 重現精子發育軌跡

2026年07月22日 13:20 最後更新:16:38

男性不孕症的治療迎來重大突破,美國科學團隊成功打造出與真實器官極度相似的「人造微型睪丸」,並首度讓人類幹細胞在其中順利發育成早期的精子前身細胞。

根據《Science Daily》報導,這項由美國賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)團隊主導的研究,近期已正式發表於國際權威期刊《細胞─幹細胞》(Cell Stem Cell)。由於精子的生成無法單憑生殖細胞自身完成,必須仰賴睪丸內部提供養分與生長訊號的「微環境」,因此研究團隊發揮巧思,利用誘導型多能幹細胞(iPSCs)先培養出早期生殖細胞。

隨後,團隊將這些人類細胞與小鼠胎兒的睪丸支持細胞放在一起共同培養,讓它們自動結合成名為「異種重組睪丸」(xrTestis)的3D立體結構,藉此完美模擬出天然睪丸孕育精子的絕佳條件。

為了解決人造器官缺乏血管的問題,確保這座微型睪丸能獲得充足的血液供應並持續成長,科學家將其移植到免疫缺陷小鼠的腎臟內,進行長達8到9個月的生長觀察。實驗結果令人振奮,這座人造器官成功提供了極為類似天然睪丸的發育溫床,讓幹細胞一路順利演化成精子最原始的前身細胞。

研究團隊進一步的分析數據更顯示,這些經由人造模型培養出來的細胞,其基因表現與人體天然的精子前身細胞相似度最高達到97%。這意味著它們在分子層次上,已經極度貼近人類自然生理發育中的早期精子狀態,也證實了這套實驗模型能有效重現靈長類生殖細胞初期的發展軌跡。

美國科學團隊成功打造出與真實器官極度相似的「人造微型睪丸」。資料圖片

美國科學團隊成功打造出與真實器官極度相似的「人造微型睪丸」。資料圖片

儘管這項技術令人驚豔,但研究人員也坦言,現階段所培育出來的仍是極早期的精子前身細胞,它們不僅無法游動,也不具備讓卵子受精的能力,因此距離真正投入臨床治療,還有很長一段路要走。

研究人員將獼猴未成熟生殖細胞與小鼠睪丸支持細胞共同培養,形成近似天然睪丸的管狀結構(圖中圓形與橢圓形構造),成功建立「人造微型睪丸」模型。Cell Stem Cell 圖

研究人員將獼猴未成熟生殖細胞與小鼠睪丸支持細胞共同培養,形成近似天然睪丸的管狀結構(圖中圓形與橢圓形構造),成功建立「人造微型睪丸」模型。Cell Stem Cell 圖

不過,這項技術的最大價值在於,醫學界首度擁有了一個極度接近人體生理狀態的靈長類精子發育平台。未來不但能藉此深入剖析男性不孕的根本肇因,也能讓科學家先在「微型睪丸」模型上測試各種新藥物或療法的安全性及成效,確認無虞後再決定是否進入人體試驗,此舉將大幅降低新療法直接進入臨床研究的風險,無疑為未來的不孕症治療打下一劑強心針。

中國「五百米口徑球面射電望遠鏡」在近半個天空範圍內探測到156,411個中性氫源,標誌著射電天文學一項重大突破。

相關研究以封面文章形式刊登於《中國科學:物理學 力學 天文學》期刊,確立FAST在全球氫巡天研究中的新參考地位。

研究主要作者、中國科學院國家天文台副研究員張傳朋表示,這156,411個星系「身份證」,預計將推進星系形成與演化、暗物質分佈及宇宙大尺度結構等多個前沿領域。

中性氫是宇宙中最豐富的元素,約138億年前,宇宙大爆炸後冷卻到足以讓質子和電子結合時形成。它作為恆星和星系的原材料,攜帶宇宙從黑暗過渡到光明的關鍵資訊。這種元素會發出獨特的21厘米譜線,能穿透星際塵埃,傳播數十億光年到達地球。FAST憑藉其無與倫比的靈敏度,獨特地能夠捕捉這些微弱的宇宙信號。

最新公布的數據集名為FASHI DR2,距離研究團隊首次發布成果已有兩年。2024年1月,首個數據集以41,741個探測結果創下世界紀錄。該首批數據集其後獲科學文獻引用超過100次,並有超過10個國際研究團隊表示有興趣就星系演化、宇宙學及大尺度結構等課題展開合作。

FASHI DR2現時覆蓋19,500平方度,接近半個天球,包含156,411個源,是DR1的四倍。這次巡天的典型靈敏度比前一次提升約30%,能夠探測到更微弱的信號。國際同行評審讚揚該數據集是期待已久的里程碑,亦是該領域未來的標準參考。

研究團隊利用這些數據,將中性氫質量函數可靠地延伸至約一百萬太陽質量的星系,並以0.6%的統計精度確定局部中性氫密度,為迄今最精確的測量結果。

FAST位於貴州省一個天然深圓的喀斯特窪地,接收面積相當於30個標準足球場。作為全球最大的單口徑射電望遠鏡,FAST於2020年1月正式投入運作,並於2021年3月正式向全球開放。

張傳朋補充,FASHI DR2的所有數據已公開,供全球科學界參與進一步探索。

(CGTN)

影片截圖 CGTN圖片

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