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2017年4月10日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,發表在國際雜誌Stem Cell Reports上的一篇研究報告中,來自華盛頓州立大學的研究人員發現了一種保存精子幹細胞的新方法,該研究或許並不會使正在經歷癌症療法的育齡男性面臨生殖力受到影響的風險。
成年男性在接受放療和化療前都會冷凍他們的精子,而這兩種癌症治療手段都會使精子變得不育,但還沒有度過青春期的男孩兒或許僅能夠移除機體的精子幹細胞,並利用特殊的冷凍技術來保存,在適當的時候使得這些精子幹細胞復甦再轉回患兒的睪丸中,當患兒度過青春期後也能夠產生正常的精子。
研究者Jon Oatley表示,他們開發出了保存精子幹細胞的特殊技術。據美國癌症協會數據顯示,在美國,兒童癌症患者所佔的比例不到1%,據估計每年大約有1萬多名15歲以下的兒童會被診斷為癌症患者,其中五分之四的患兒的存活期都會超過5年,但青春期以前的患兒在治療後也會面臨缺乏精子的風險,即缺少有活力的精子。
當癌症得到控制後,患兒的生活質量就是一個非常需要關注的問題,其中就包括其正常生育的能力,隨著每一次心跳,成熟可育的男性都會產生1300個精子細胞,這些精子細胞來源於個體從出生時就存在的精原幹細胞庫中,隨著每個幹細胞分化,其都能夠產生5000個精子。
文章中,研究人員對青春期前的小鼠幼崽進行研究,他們對幹細胞非常特殊的基因標記上螢光探針,隨後研究者們就能夠清楚觀察幹細胞分化產生祖細胞,進而轉變成為精子細胞的整個過程。在早期階段,研究者觀察到,幹細胞能夠通過糖發酵的過程來產生能量,隨後豈會利用名為氧化磷酸化的方法來產生自由基,這種活性氧自由基對機體細胞的DNA具有特殊的有害作用。
Oatley說道,如果你是一個即將產生精子的幹細胞,那麼你或許會擁有一種原始的基因組,當然你也並不想被活性氧自由基所破壞,這也就是為何糖酵解作用對幹細胞非常重要的原因了,因此我們應當設法改變培養的環境來促進幹細胞糖酵解作用的發揮。通過降低培養環境中氧氣的水平,研究者發現他們能夠明顯幹細胞成功製造正常精子的效率。
如今研究人員還有許多挑戰要去面對,下一步他們將會同賓夕法尼亞大學的的研究人員聯合研究來觀察是否培養的幹細胞會經歷表觀遺傳學的改變,而這或許能夠幫助確定是否相應的基因會被開啟/關閉,研究小組也將繼續深入研究來闡明是否本文中所開發的新技術能夠在人類機體組織中更好地發揮作用。(生物谷Bioon.com)
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Aileen R. Helsel, Melissa J. Oatley, Jon M. Oatley. Glycolysis-Optimized Conditions Enhance Maintenance of Regenerative Integrity in Mouse Spermatogonial Stem Cells during Long-Term Culture. Stem Cell Reports (2017). DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.03.004.