国际顶级学术期刊《科学》日前在线发表了一项再生医学领域的里程碑式研究成果。由日本九州大学和美国辛辛那提儿童医院医学中心联合领衔的研究团队，成功利用小鼠干细胞在体外重构了具备完整功能的功能性睾丸，并从中培育出能够产生健康后代的功能性精子。这一突破为生殖发育生物学、濒危物种保护以及人类不育症治疗提供了全新的技术路径。
　　长期以来，如何在体外模拟并维持睾丸这一复杂器官的完整生精功能，一直是生殖医学领域面临的重大挑战。天然睾丸包含支持细胞、间质细胞、生殖细胞等多种细胞类型，它们之间通过精密的信号网络和三维结构维持着精子发生的微环境。此前的研究多尝试在二维培养体系中诱导生殖细胞分化，但始终无法获得功能完备的精子。
　　研究团队首先从小鼠胚胎干细胞出发，利用荧光标记技术对关键细胞谱系进行实时追踪。通过精确调控化学信号通路——包括视黄酸信号、成纤维细胞生长因子信号和骨形态发生蛋白信号，研究团队成功引导干细胞定向分化为睾丸支持细胞和间质细胞的前体。在此基础上，他们将不同细胞类型按照特定比例和空间排布进行三维共培养，成功重构了完整的功能性睾丸生态位。研究团队将其命名为“体外睾丸”。
　　令人意外的是，研究过程中还揭示了一个此前未被认识到的细胞命运可塑性现象：当不同性别的细胞在体外被强行混合时，原本已分化为“男性”状态的细胞竟然发生了向“女性”细胞状态的转变。这一发现表明，性腺发育状态实际上相当脆弱，需要细胞之间持续不断的信号交互来维持其稳态。该现象为理解性别决定与性腺发育异常相关疾病提供了全新视角。
　　经过精心的体外培养和诱导，研究团队成功从重构的睾丸组织中获取了具备正常形态和运动能力的精子。研究团队将其通过胞质内精子注射技术移植到活体小鼠卵母细胞中，随后将受精胚胎植入代孕母鼠体内。最终，代孕母鼠成功产下了健康、可育的后代小鼠，且这些后代小鼠在生长发育及繁殖能力方面与自然受孕小鼠无显著差异。

（记者 彪轶辰）