科学家发现如何3D打印睾丸细胞

在世界上的两项第一中，UBC的科学家已经3D打印出了人类睾丸细胞，并确定了有希望的产生精子能力的早期迹象。

由UBC泌尿学助理教授Ryan Flannigan博士领导的研究人员希望这项技术有一天能为目前无法治愈的男性不育症患者提供解决方案。

Flannigan博士的实验室设在温哥华总医院的温哥华前列腺中心，他说:“15%的夫妇患有不孕症，其中至少一半是男性因素导致的。”

“我们正在将这些细胞3D打印成一种非常特定的模仿结构人体解剖学我们认为这是刺激精子产生的最佳方法。如果成功，这将为目前没有其他选择的夫妇打开新的生育治疗的大门。”

在人类睾丸内，精子是由被称为输精管的小管产生的。在最严重的男性不育症中，被称为非阻塞性无精子症(NOA)，由于这些结构中的精子产量减少，射精时没有发现精子。

弗兰尼根说，虽然在某些情况下，医生可以通过手术来帮助NOA患者找到极其罕见的精子，但这种手术的成功率只有一半左右。

“不幸的是，对于另一半人来说，他们没有任何选择，因为我们找不到精子。”

弗兰尼根博士的团队希望帮助这些患者。

在最近的研究中，研究人员进行了活检干细胞来自患有NOA患者的睾丸然后细胞被培养并3D打印到一个培养皿中变成一个中空的管状结构，类似于产生精子的输精管。

打印12天后，研究小组发现细胞存活了下来。不仅如此，它们还发育成一些专门的细胞精子的产生并且在精原干细胞维持方面有了显著的改善，这两个都是精子生产能力的早期迹象。这项研究的结果最近发表在生育与不育科学．

“这是一个巨大的里程碑，看到这些细胞存活下来并开始分化。前面还有很长的路要走，但这让我们的团队非常有希望，”弗兰尼根博士说。

该团队目前正致力于“训练”这些打印细胞产生精子。为了做到这一点，他们会让细胞接触不同的营养物质生长因子并对结构安排进行微调以促进细胞间的相互作用。

如果他们能让细胞产生精子，那些精子可能被用于体外受精使卵子受精，为夫妇提供了一种新的生育治疗选择。

弗兰尼根博士的研究项目还揭示了导致NOA的遗传和分子机制。他们一直在使用各种单细胞测序技术来了解基因表达以及每个细胞的特征，然后应用这些数据的计算建模，以更好地了解疾病的根本原因，并确定新的治疗方案。这项工作是高度合作的，包括UBC计算机科学、数学和工程领域的研究人员，以及国际合作。

弗兰尼根博士说:“我们越来越了解到，不孕不育可能有许多不同的原因，每一种情况都是因人而异的。”“考虑到这一点，我们正在采取一种个性化的精准医疗方法——我们从患者身上提取细胞，试图了解他们的独特异常，然后3D打印并以克服这些原始缺陷的方式支持细胞。”