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本综述聚焦男性不育(8-12% 夫妇受影响,病因含癌症治疗、先天性疾病等),探讨睾丸组织移植、精原干细胞(SSC)移植、多能干细胞(PSC)体外配子发生等干细胞疗法,虽在动物模型(尤其小鼠)有效,但临床转化面临科学、伦理及监管挑战,为不育患者带来希望。
男性不育是全球范围内严峻的临床挑战,影响 8-12% 的夫妇,其病因多样,包括癌症治疗、先天性疾病等。当前生育力保存方法主要为青春期后男性精子冷冻,但对青春期前患者及非梗阻性无精子症(NOA)患者而言选择有限。
新兴干细胞疗法概述
近年来,基于干细胞的疗法为解决男性不育问题提供了新方向,主要包括睾丸组织移植、器官培养、细胞重建、精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSC)移植,以及多能干细胞(pluripotent stem cells, PSC)来源的体外配子发生(in vitro gametogenesis, IVG)等策略。
睾丸组织移植与器官培养
睾丸组织移植通过将患者的睾丸组织碎片移植到免疫缺陷动物体内,有望促使未成熟的生精细胞继续发育成熟,从而产生精子。该技术在动物模型中已取得一定进展,例如在小鼠中成功实现移植组织中生精过程的延续。器官培养则是在体外模拟体内环境,维持睾丸组织的结构和功能,促进精子发生。这种方法可为研究生精机制及开发新的治疗手段提供平台。
精原干细胞移植
精原干细胞是雄性生殖系干细胞,具有自我更新和分化产生精子的能力。精原干细胞移植(spermatogonial stem cell transplantation, SSCT)是将供体的精原干细胞移植到受体睾丸中,使其在受体体内定植并启动生精过程。该技术在动物实验中展现出良好的应用前景,如在小鼠、大鼠等动物模型中成功实现供体来源精子的产生,并通过辅助生殖技术获得后代。对于因疾病或其他原因导致自身精原干细胞受损的患者,SSCT 有望通过移植健康的精原干细胞恢复其生育能力。
多能干细胞来源的体外配子发生
多能干细胞包括胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs),具有发育成多种细胞类型的潜能。利用多能干细胞体外诱导生成配子(即 IVG)是近年来备受关注的研究领域。在小鼠中,已有研究成功通过多能干细胞诱导生成功能性精子样细胞,并通过注射到卵母细胞中获得了存活后代。这一技术若能在人类中实现,将为无精症患者(尤其是无法通过自身睾丸组织获得精子的患者)提供全新的生育希望。然而,人类 IVG 面临着诸多技术难题,如诱导效率低、生精过程调控机制复杂等。
面临的挑战与未来展望
尽管这些干细胞疗法在动物模型中取得了显著成效,但向临床应用转化仍面临诸多挑战。科学层面,人类生精过程的调控机制尚未完全明确,体外培养环境难以精准模拟体内复杂的微环境,导致干细胞诱导分化效率和精子生成质量较低。伦理和法律方面,胚胎干细胞的使用涉及伦理争议,而诱导多能干细胞的临床应用也需要严格的伦理审查和规范。此外,不同国家和地区在干细胞研究和应用方面的法规差异较大,这也给技术的临床转化带来了障碍。
展望未来,深入研究人类生精细胞发育的分子机制,优化干细胞培养和诱导体系,解决伦理和监管问题,将是推动这些干细胞疗法从实验室走向临床的关键。这些创新的干细胞策略为恢复男性生育潜力提供了充满希望的途径,有望为目前缺乏生殖选择的患者带来福音。