科学家表示,他们已经更接近实现可逆的男性避孕方法。
在避孕方面,女性通常承担更多的责任,使用如避孕药、植入物或宫内节育器(IUD)等方法。其中一些方法可能会产生副作用,包括情绪变化、体重增加,或在极少数情况下导致血栓。
然而,研究人员认为,他们正逐渐接近开发出一种药物,该药物可以在精子产生的特定阶段暂时暂停男性生育能力。一旦停药,一切都会恢复正常。
一种名为JQ1的药物可以阻断一种名为BRDT的精子生成蛋白,这一点科学家们早已知晓。然而,新的研究深入探讨了其作用机制、停药后身体如何恢复正常,以及男性避孕药应在精子生成过程的哪个阶段发挥作用。
长期以来,人们一直担心如果在精子生成过程的最初阶段针对干细胞,可能会导致永久性不育的风险。如果在精子完全形成后才进行干预,一些精子可能仍然具有功能,能够使卵子受精而导致怀孕。
科学家们一直在尝试创建男性避孕选项(Getty Stock图片)
研究团队详细绘制了精子的分子和基因恢复过程,找到了一种安全、可逆且重要的是无激素的男性避孕方法。科学家们相信,他们已经确定了一个中间阶段,这个阶段足够早,可以确保干细胞仍然完好无损并能够重新启动。
"我们几乎是唯一一个推动这一想法的团队,即睾丸中的避孕靶点是阻止精子产生的可行方法,"通讯作者、康奈尔大学兽医学院遗传学教授宝拉·科恩博士说道。
研究者希望确定男性避孕的安全靶点是否可以是减数分裂——精子产生过程中染色体配对、交换遗传物质,然后分离成单个精子细胞的阶段。
他们给雄性小鼠注射了一种名为JQ1的药物,每天一次,持续三周。该药物阻断了一种名为BRDT的关键蛋白,这种蛋白只在精子产生过程中激活。
治疗后,他们测量了精子数量、睾丸大小,以及小鼠是否仍能生育后代。
他们还在显微镜下检查了单个细胞,并使用基因测序来观察哪些基因被激活或关闭。
经过三周的每日JQ1注射后,雄性小鼠不育——无法使雌性受孕。它们的睾丸缩小,精子数量急剧下降,组织分析显示精子发育在早期阶段就停滞了。
细胞达到了应该成为成熟精子的阶段,然后停止了发育。
研究发现精子产生最终恢复正常(Getty Stock)
研究人员通过研究基因活性证实了这一点。减数分裂特定阶段发生的正常"转录爆发"已被抑制。
停药后,研究人员等待了六周,测量了精子数量、睾丸大小、染色体配对和基因活性。
基本指标,包括睾丸大小和精子数量,都恢复了正常,小鼠可以再次生育后代,尽管第一批幼崽数量较少。
但当研究人员更仔细地观察时,他们发现了持续存在的问题。染色体交换DNA的遗传交叉点——健康精子的一个关键步骤——尚未完全恢复。
他们发现,在显微镜下,一些精子仍然形状异常,与精子能量和运动相关的某些基因程序仍然受到干扰。这些更深层次的变化需要更长时间才能恢复,大约30周,即七个月。
在这段时间之后,他们注意到遗传交叉点、基因活性和精子形状与未经治疗的小鼠无法区分。
尽管精子的某些分子和结构特征需要更长时间才能完全恢复正常,但这种延迟并未导致生育问题或后代出生缺陷。小鼠最终完全恢复,它们的幼崽也很健康。
"我们的研究表明,我们大多能恢复正常的减数分裂和完整的精子功能,更重要的是,后代完全正常,"科恩在接受Science Daily采访时说道。
特色图片来源:Getty stock图片
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