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多能干細胞能讓科學家們研究機體中的每一個細胞是如何形成的。大腦細胞、心臟細胞和肝臟細胞只是由這些干細胞所產生的細胞類型的一些例子，如今其正在作為實驗性的細胞療法在人類患者機體中運用。
然而，有些細胞類型很難通過多能干細胞來制備，尤其是精子細胞。
但近日，一項新的研究表明，在小鼠中，完全在體外用干細胞制造精子也是可行的。
模擬自然發育，從干細胞產生精子的全過程由三個階段組成。首先，干細胞會分化為原始生殖細胞；其次再分化為精原干細胞，這是男性性別被確定的階段；最后就是分化為精子。
在實驗室培養條件下實現第二個階段最為困難。先前建立的小鼠精原干細胞制造方法所需的培養時間長，比在體內分化慢一周左右，并且生成精子的效率較低，不到20%。
而這項新的研究，優化了誘導精原干細胞所需的條件，并建立了在體外從多功能干細胞到精子的完整產生過程，真實再現了雄性生殖細胞發育的三個階段。
研究小組首先用小鼠胚胎干細胞（mESC）誘導產生原始生殖細胞樣細胞（mPGCLC），并將其培養至DNA甲基化水平呈初始化狀態。
【男人,科學家,父親,小鼠,干細胞|未來真的還需要男人嗎？科學家成功造出了不需要父親的小鼠】然后，研究人員建立了一種“重建睪丸新方法”，最終獲得的精原細胞樣細胞，在關鍵基因表達、甲基化狀態、逆轉錄轉座子控制、細胞周期動力學等多種特性上與小鼠體內產生的精原干細胞十分相似。
更重要的是，這些細胞作為生殖干細胞樣細胞（GSCLC）可以長期穩健擴增，分化為精子的效率超過90%。
最后，利用體外精子誘導的方法，研究人員繼續從生殖干細胞樣細胞成功誘導出有功能的精子。
研究人員將這些精子注射到小鼠的卵子中，獲得的受精卵順利發育，誕生了健康的小鼠。
這些由干細胞體外培育的精子制造出的小鼠，長大后的生育能力與普通小鼠無異，能夠正常產生下一代。
相關研究成果以題為“In vitro reconstitution of the whole male germ-cell development from mouse pluripotent stem cells”發表在Cell Stem Cell上。
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