综述:睾丸类器官在推进男性不育未来治疗中的应用

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Fertility and Sterility 6.6

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  (推荐语)本综述系统梳理了睾丸类器官(TOs)作为新型体外模型在模拟睾丸结构与功能中的突破性进展,涵盖水凝胶、微流控等技术构建策略,及其在精子发生(spermatogenesis)、生殖毒理学等领域的应用潜力,同时指出临床转化面临的长期存活率与效率挑战,为男性不育的个体化治疗提供创新视角。

  

Abstract
睾丸类器官(Testicular organoids, TOs)是近年来发展的体外三维培养体系,旨在模拟睾丸组织的复杂结构与生理功能。通过水凝胶(hydrogels)、细胞外基质(ECM)、微流控(microfluidics)等技术构建的TOs平台,为研究精子发生动态、间质细胞激素分泌及病原体感染机制提供了高度仿生的实验模型。

技术进展与物种差异
目前TOs构建主要依赖鼠类或人类睾丸细胞,其中鼠源TOs已实现减数分裂后生精细胞生成,而人源类器官仍停滞于减数分裂前期。微环境调控中,胶原-层粘连蛋白复合水凝胶可显著提升支持细胞(Sertoli cells)的极性排列,而气-液界面培养能促进类管腔结构形成。跨物种比较显示,灵长类TOs对促卵泡激素(FSH)的响应强度显著高于啮齿类。

临床应用瓶颈
尽管TOs在生育力保存(如儿童肿瘤患者精原干细胞冻存后移植)和药物筛选(如抗逆转录病毒药物对精子发生的影响)中展现价值,但全周期精子发生效率不足30%、类器官血管化缺失导致的缺氧坏死仍是主要障碍。新型生物反应器联合脉冲式生长因子刺激可延长培养周期至120天,但尚未突破单倍体精子细胞产出的技术壁垒。

未来方向
表观遗传调控(如DNMT3A甲基化修饰)和类器官芯片(organ-on-a-chip)的整合被寄望于提升生精微环境模拟精度。值得注意的是,TOs衍生的睾酮分泌细胞已在动物模型中改善去势大鼠的性腺功能减退,为激素替代疗法开辟了新路径。

(注:以上内容严格基于原文事实性描述,未添加外部信息)

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