新闻 | 3D打印精子细胞,或为男性不育带来革命性突破
在加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的一间实验室里,一项看似科幻的研究正逐渐走向现实。泌尿科学系助理教授、男性生殖医学专家 Ryan Flannigan 博士 和其团队,正在尝试用 3D打印技术“制造”精子细胞,这可能为那些完全没有生育可能的男性,带来前所未有的希望。
“我们正在挑战既有医学常规。”Flannigan 博士表示,“每天我都会遇到无精症(NOA)患者,其中很多人连现有治疗方案都没有。这促使我们必须从根本上改变思路,去寻找突破口。”
男性不育:被忽视的“半边天”
据统计,全球约有15%的育龄夫妇面临生育困难,而男性因素在其中占据超过一半比例。最严重的一类男性不育——非梗阻性无精症(NOA),患者睾丸几乎没有精子生成能力。
即便通过显微取精手术(mTESE),成功率也不过一半。“这类手术的成败,取决于能否在睾丸数十亿个细胞中找到极少数有生育能力的区域。”Flannigan 博士说。“有些人可能真的一点精子都没有,那我们就必须创造技术,让这些患者也能拥有生育的可能。”
3D打印睾丸细胞:构建“实验室中的精子工厂”
研究团队利用 3D生物打印技术,尝试重建人类睾丸组织的细胞结构。他们打印的不仅仅是细胞,更是模拟睾丸内“生精小管”的复杂微环境——这是精子诞生的核心地带。
“精子的生成不是单细胞行为,而是20多种细胞之间通过接触和信号交流的复杂过程。”Flannigan 博士指出。“因此,我们并非只‘种’细胞,而是在‘造环境’。”
他们开发出一种具有高度仿生结构的3D打印模型,用于承载人类睾丸干细胞,并通过调控生长因子和营养成分,尝试诱导这些干细胞向成熟精子分化。
科研协作与跨界融合:让“科幻”变成现实
“没有跨学科协作,这项研究根本无法推进。”Flannigan 强调。他的研究团队涵盖计算生物学、数学建模、生殖医学、材料工程等多个领域。
其中包括UBC的 Dr. Faraz Hach 和 Dr. Geoffrey Schiebinger,帮助分析单细胞测序数据,寻找不同分化阶段的基因表达路径。“我们要理解,每个阶段需要什么信号,才能让干细胞一步步走向精子。”
他们还与维多利亚大学的 Dr. Stephanie Willerth 合作开发生物墨水,改进打印精度与细胞相容性。“生物墨水不能只是‘打印’,它还要支持细胞生长、信号传导和结构形成。”
精准医疗:未来的不育治疗不是“统一配方”
Flannigan 强调:“每位患者的分子生理状态都独一无二。因此,未来不育治疗一定是‘个性化’的,而不是‘一刀切’。”
他们的研究显示,部分无精症患者的问题在于支持细胞功能失调,而不是干细胞本身。“如果我们能修复这些支持细胞,或者提供合适的信号补充,也许就能唤醒原本无法生精的细胞。”
这意味着未来的治疗不仅可以再生精子,还可以根据患者个体状态“定制配方”,真正实现精准医疗。
临床应用还需时日,但希望已在前方
虽然目前这项技术尚处于早期实验阶段,距离用于人体治疗还有很长的路要走。Flannigan 博士坦言,未来需要更多的经费支持、更复杂的生物安全实验,甚至政策上的伦理审查。
“但我们有一个明确的目标,那就是让这项技术在未来真正帮助到那些已经被医学放弃的患者。”
在这个过程中,他们也将持续揭示男性不育背后的分子机制,为整个领域打开新的科研大门。
故事来源:
网络收集
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在加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的一间实验室里,一项看似科幻的研究正逐渐走向现实。泌尿科学系助理教授、男性生殖医学专家 Ryan Flannigan 博士 和其团队,正在尝试用 3D打印技术“制造”精子细胞,这可能为那些完全没有生育可能的男性,带来前所未有的希望。
“我们正在挑战既有医学常规。”Flannigan 博士表示,“每天我都会遇到无精症(NOA)患者,其中很多人连现有治疗方案都没有。这促使我们必须从根本上改变思路,去寻找突破口。”
男性不育:被忽视的“半边天”
据统计,全球约有15%的育龄夫妇面临生育困难,而男性因素在其中占据超过一半比例。最严重的一类男性不育——非梗阻性无精症(NOA),患者睾丸几乎没有精子生成能力。
即便通过显微取精手术(mTESE),成功率也不过一半。“这类手术的成败,取决于能否在睾丸数十亿个细胞中找到极少数有生育能力的区域。”Flannigan 博士说。“有些人可能真的一点精子都没有,那我们就必须创造技术,让这些患者也能拥有生育的可能。”
3D打印睾丸细胞:构建“实验室中的精子工厂”
研究团队利用 3D生物打印技术,尝试重建人类睾丸组织的细胞结构。他们打印的不仅仅是细胞,更是模拟睾丸内“生精小管”的复杂微环境——这是精子诞生的核心地带。
“精子的生成不是单细胞行为,而是20多种细胞之间通过接触和信号交流的复杂过程。”Flannigan 博士指出。“因此,我们并非只‘种’细胞,而是在‘造环境’。”
他们开发出一种具有高度仿生结构的3D打印模型,用于承载人类睾丸干细胞,并通过调控生长因子和营养成分,尝试诱导这些干细胞向成熟精子分化。
科研协作与跨界融合:让“科幻”变成现实
“没有跨学科协作,这项研究根本无法推进。”Flannigan 强调。他的研究团队涵盖计算生物学、数学建模、生殖医学、材料工程等多个领域。
其中包括UBC的 Dr. Faraz Hach 和 Dr. Geoffrey Schiebinger,帮助分析单细胞测序数据,寻找不同分化阶段的基因表达路径。“我们要理解,每个阶段需要什么信号,才能让干细胞一步步走向精子。”
他们还与维多利亚大学的 Dr. Stephanie Willerth 合作开发生物墨水,改进打印精度与细胞相容性。“生物墨水不能只是‘打印’,它还要支持细胞生长、信号传导和结构形成。”
精准医疗:未来的不育治疗不是“统一配方”
Flannigan 强调:“每位患者的分子生理状态都独一无二。因此,未来不育治疗一定是‘个性化’的,而不是‘一刀切’。”
他们的研究显示,部分无精症患者的问题在于支持细胞功能失调,而不是干细胞本身。“如果我们能修复这些支持细胞,或者提供合适的信号补充,也许就能唤醒原本无法生精的细胞。”
这意味着未来的治疗不仅可以再生精子,还可以根据患者个体状态“定制配方”,真正实现精准医疗。
临床应用还需时日,但希望已在前方
虽然目前这项技术尚处于早期实验阶段,距离用于人体治疗还有很长的路要走。Flannigan 博士坦言,未来需要更多的经费支持、更复杂的生物安全实验,甚至政策上的伦理审查。
“但我们有一个明确的目标,那就是让这项技术在未来真正帮助到那些已经被医学放弃的患者。”
在这个过程中,他们也将持续揭示男性不育背后的分子机制,为整个领域打开新的科研大门。
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