精子也会滑行前进:或帮助治疗不育症

2015年11月12日 08:07 新浪科技 微博
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这也是科学家首次观察到精子像蛇一样、沿着一个平面向前扭动着滑行。

科学家近日发现,除了传统的螺旋状运动之外,精子也有着滑行的能力。精子通常会采取螺旋状的前进方式,而这也是科学家首次观察到精子像蛇一样、沿着一个平面向前扭动着滑行  科学家近日发现,除了传统的螺旋状运动之外,精子也有着滑行的能力。精子通常会采取螺旋状的前进方式,而这也是科学家首次观察到精子像蛇一样、沿着一个平面向前扭动着滑行
科学家认为,这一发现为在治疗不育症时筛选出最健康、最优质的精子提供了一种新方法。科学家认为,这一发现为在治疗不育症时筛选出最健康、最优质的精子提供了一种新方法。

  新浪科技讯 北京时间11月12日消息,科学家近日发现,除了传统的螺旋状运动之外,精子也有着滑行的能力。

  精子通常会采取螺旋状的前进方式,而这也是科学家首次观察到精子像蛇一样、沿着一个平面向前扭动着滑行。

  这种方式能使精子的运动速度增快一半。在精子贴近所处环境边缘时,往往会采用这种运动方式。

  科学家认为,这一发现为在治疗不育症时筛选出最健康、最优质的精子提供了一种新方法。

  六年前,多伦多大学的大卫?辛顿教授(David Sinton)和妻子经过治疗后成功怀孕,并从那时起开始了对精子运动方式的研究。

  “我们从这样的治疗中受益良多,最后收获了一个圆满的结局。但这段不育的经历的确让我大开眼界:机械工程师居然也能对不育症的治疗做出贡献”

  精子筛选是不育症治疗的步骤之一,而机械工程师能就此给出重要意见。

  在患有不育症的男性中,约有90%的精子都有各类缺陷,如DNA损伤,或畸形的尾部,让精子只能绕着圈游泳。

  在此前的研究工作中,辛顿及其团队利用了自己在微流控芯片方面的专业经验,即了解并操控流体在极小空间里的流动方式。

  他们的设想是,设计一些细小的管道,在其中注满液体,然后让精子在其中“赛跑”。

  通过研究,他们发现速度最快的精子通常都有着更高的DNA完整性,而这些精子也因此更有可能形成能够发育成熟的胚胎。

  发现了这一点之后,该团队又花了很多时间观察显微镜下的精子,希望借此找出其它筛选最健康精子的方法。

  “这些精子往往聚集在管道边上,”辛顿说道,“问题是,它们为什么会在那儿呢?”

  为了找出这一问题的答案,研究生雷扎?诺斯拉蒂(Reza Nosrati)和克里斯托弗?耶普教授(Christopher Yip)一起,使用一种名为全内角反射荧光显微镜(TIRF)的技术,对此展开了研究。

  TIRF显微镜的视野仅有100纳米。正是利用了这一技术,诺斯拉蒂才得以首次观察到精子能够沿着平面扭动滑行。

  “在观察TIRF显微镜图像时,你会发现精子的头部其实始终是和平面保持平行的,而且贴得很近。”

  他还补充说,精子通常会以滑行的方式向前移动一段与自己等长的距离,然后再恢复成传统的螺旋状前进方式。

  诺斯拉蒂对两种运动模式的速度进行了测量,并通过计算比较了它们各自的效率。

  “当人类精子沿着平面滑行时,它们的运动速度比螺旋前进时要快50%。”

  诺斯拉蒂的计算显示,与螺旋前进相比,精子所处环境中的液体越是粘稠,滑行前进的效率就越明显。这一点很适用于女性生殖道中的一些特定区域。辛顿表示:“在通过粘液时,滑行比螺旋状前进更为理想,这似乎是一种颇具竞争力的优势。”

  但在研究结果正式用于临床治疗之前,该团队还有许多工作要做。

  首先,他们需要弄清是否所有精子都能以滑行的方式前进。如果只有部分精子能做到这一点,那他们就需要弄清,这种滑行能力是否与人们所追求的高精子质量有关。

  而在弄清这一点之后,不难想象的是,该团队将会制造足够小的微型管道,精子只有以滑行的方式才能从其中穿过。

  “我们将这个过程想象成体育中的田赛”,辛顿用奥运会打了个比方,“我们可以设置各种各样的障碍,看看什么样的精子才能越过它们。”

  该研究团队现在正在进行这样的尝试。目前,在进行试管婴儿培育时,诸如单精子卵胞浆内注射术(简称ICSI)这样的技术正变得越来越普遍,可以直接将单个精子细胞注射进卵子中。而这也使得从6亿个精子中找出最优质的精子具有了更加重要的意义。(叶子)

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