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作者｜原野

编辑｜李冬梅

人类干细胞如何完整发育为成熟精子，一直缺少可在实验室稳定复刻的发育模型。

近日，Nature报道了一项突破性进展：宾夕法尼亚大学团队利用人体干细胞，借助小鼠睾丸非生殖细胞构建共培养体系，成功培育出精原细胞，即能够分化生成成熟精子的原始生殖种子细胞。该研究成果发表于《细胞·干细胞》上。

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一管血，如何变成精子的“种子”

起点是一管普通的血，研究人员从中提取血细胞，经基因重编程改造成诱导多能干细胞（iPS细胞）——一种能被引导分化为多种组织的“年轻状态的万能细胞”。接着，把它定向诱导为“原始生殖细胞样细胞”（PGCLC），也就是精子与卵子的共同祖先。

难点在于怎么让这些细胞“活下来并往前走”。此前在培养皿里，这类组织大约80天就因缺乏血供而退化，细胞停滞在极早阶段。这一次，团队把人源细胞与小鼠胎儿睾丸里的非生殖细胞混合，移植到免疫缺陷小鼠的肾包膜下，那里血供丰富，最适合移植组织长期存活。

依托小鼠体内的血液与生理环境，约6个月后，人源细胞发育为精原细胞，少数进一步推进到减数分裂前期的精母细胞。移植后的组织稳定存活了至少8个月。更关键的是，团队在恒河猴身上做了平行实验，首次建立起非人灵长类iPS细胞来源的精原细胞模型，离人，又近了一步。

六个月，只走到起跑线前

需要明确的是：本次实验并未培育出成熟人类精子。论文客观指出，细胞尚未进入减数分裂阶段。精原细胞是精子最早期的“种子”，减数分裂是它走向成熟的第一道大门槛；跨过门槛之后，还要经历精子变形、获能等一长串步骤，才算真正可用的精子。这一步，连门槛都只探了一条缝。

更值得留意的，是“在小鼠体内”这个前提。论文讨论部分提到，人源细胞在小鼠体内推进得异常快，至少部分可能是因为借助了小鼠体内的生理环境（包括激素信号等）而被催熟。这也提示了下一步的方向：换用人源细胞配人源支持细胞，让发育在更接近人类自身的环境里完成。路标已经立起来了。

实际上，在小鼠身上“体外造精子”绝非新闻：科学家能把小鼠皮肤细胞重编程为iPS，再诱导成精子甚至卵子；日本林克彦团队甚至让两只雄性小鼠诞下后代（2023年“双父小鼠”）。问题是，小鼠和灵长类在精子分子与形态层面差异巨大，小鼠的成功迟迟无法照搬到人类。

宾夕法尼亚大学团队早前已能把人iPS诱导成类似早期生殖细胞的细胞，但体外体系约80天就退化。这一次，靠“塞进小鼠肾包膜”补上了血供缺口，把存活从80天拉到8个月，生殖细胞产量提高约10倍。

这一步真正的价值，不在“造出精子”

如果只盯着“有没有造出精子”，研究的结果毫无疑问未达到期望，但也因此忽略了它的真正价值。

首先，它打开了人类不育的“研究窗口”。过去，人类精子发生的最早期过程是无法直接观察的，这项实验填补了这方面的空白，提供了一个高仿真平台。

其次，它给一类患者留了希望：需接受放化疗、面临生殖细胞永久损伤风险的青少年男性，临床现有方案是冷冻原生精原干细胞；未来若能在体外大规模扩增这些干细胞，有望通过自体移植，恢复患者天然的生精能力。

以及，这项实验首次建立非人灵长类模型，为后续临床前与临床转化提供了更近的平台。

追求进步的同时，伦理也必须被看见

体外制造配子，是生殖医学追了很久的远梦。回看历史，今天的试管婴儿，最初也不过是“受精卵能在体外活下来”那一小步。宾大团队这回做的，不是终点，而是把“人类精子最早期的种子，能在实验室里稳定养活、并首次在灵长类走通”这段路，踩实了一段。

但每一步向前的科学突破，也同时把伦理的门推开了一道缝。当实验室能培育生殖细胞，“设计婴儿”、对生殖细胞进行基因改造等争议便接踵而至。研究的终点还远，监管与伦理的讨论却不能等——科学的脚步往前走，责任的边界也得同步跟上。

参考资料

Sasaki K, Whelan EC, Guo M, et al. Generation of spermatogonia from human and non-human primate pluripotent stem cells. Cell Stem Cell, 2026-07-10. DOI: 10.1016/j.stem.2026.06.001

Murakami K, Hamazaki N, Hamada N, Nagamatsu G, Okamoto I, Ohta H, Nosaka Y, Ishikura Y, Kitajima TS, Semba Y, Kunisaki Y, Arai F, Akashi K, Saitou M, Kato K, Hayashi K. (2023). Generation of functional oocytes from male mice in vitro. Nature, 615, 900–906.DOI: 10.1038/s41586-023-05834-x