睾丸组织冷冻20年后重新植入也能制造有活力的精子

根据科学家对啮齿动物的一项研究表明,冷冻保存的雄性大鼠睾丸组织可以在20多年后重新植入,并将继续制造出有活力的精子。但与仅短暂冷冻的组织相比,长时间的冷冻会降低生育能力。这些发现可能对年轻男性癌症患者的治疗产生深远的影响,对于他们来说,化疗之前可以采集和冷冻睾丸组织以最终重新植入。

近几十年来,儿童癌症的存活率急剧增加,但治疗的严重副作用是生命后期的生育能力下降。一种潜在的治疗方法是采集、冷冻和重新植入含有干细胞的睾丸组织,这种方法最近已被证明可以在猕猴模型中恢复生育能力,至少在短期冷冻后是这样。

睾丸组织冷冻20年后重新植入也能制造有活力的精子

但对于青春期前患有癌症的男孩来说,在采集到睾丸组织后十年或更长时间内再植入可能比较小,这就提出了冷冻生精干细胞(SSC)可以存活多久的问题。为了探索这个问题,科学家解冻了在实验室中冷冻保存超过23年的大鼠精干细胞,并将它们植入所谓的裸鼠体内,这些裸鼠缺乏免疫反应,否则会排斥外来组织。他们将长期冷冻的精干细胞与仅冷冻几个月的精干细胞以及新鲜收获的精干细胞产生活精子的能力进行了比较,所有这些都来自一个维持了几十年的大鼠群体。

研究人员发现,长期冷冻的精干细胞能够在小鼠睾丸中定殖,并产生能够成功产生精子所需的所有细胞类型,但不如最近采集的任何组织样本中的精干细胞强大。虽然与其他样本相比,长期冷冻的精干细胞具有相似的基因表达变化谱,但它们产生的伸长精子细胞较少,这些精子细胞继续形成游泳精子。

这些结果有几个重要的含义。首先,他们指出了原位测试精干细胞活力的重要性,而不是依赖生化或细胞生物标志物,以确定冷冻保存细胞的潜力,这可能无法反映干细胞潜力随时间的实际损失。其次,虽然目前没有可以扩展人类精干细胞以进行再植入的方案——这是临床开发这种治疗的要求——但假设人类精干细胞模仿大鼠的情况,此类方案可能需要考虑随时间而变的活力退化。最后,这是个好消息,在长期冷冻保存期间绝不会失去活力,这表明有可能识别和减轻导致活力丧失的关键驱动因素,

我们的研究表明,大鼠精原干细胞可以成功冷冻20多年,然后移植到不育受体动物体内并能再生产生精子的能力,尽管生育能力会降低。这可以提供一种方法来恢复接受癌症治疗的青春期前男孩的生育能力丧失。

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