对于依赖有性繁殖的物种，包括老鼠和男人，只有当雄性的精子使雌性的卵子受精时才能产生后代。即使是人工受精技术也依赖于这两种细胞的供体。然而，ASHBi研究人员领导的一项新研究表明，小鼠多能干细胞可以分化成功能性精子。这些精子被成功地用于产生健康、可生育的后代，并为在试管中产生男性生殖细胞提供了迄今为止最全面的模型。

　　多能干细胞使科学家能够研究人体中每个细胞是如何形成的。脑细胞、心脏细胞和肝细胞只是由这些干细胞制成的细胞类型的一些例子，这些细胞现在被用于患者的实验性细胞治疗。然而，一些类型的细胞仍然难以从多能干细胞中制造出来，尤其是精子细胞。

　　在所有的细胞类型中，生殖细胞是独一无二的，原因有很多。首先，与其他携带46条染色体的细胞不同，细菌细胞只有23条染色体，卵子的所有染色体都来自母亲，精子的所有染色体都来自父亲。

　　此外，它们是父母真正传给后代的唯一细胞，根据ASHBi主任，该研究的作者之一Mitinori saiitou的说法，这使得它们成为“维持和进化一个物种的驱动力”。

　　虽然还需要更多的研究，但科学家们已经在从多能干细胞中制造精子细胞方面取得了重大进展，至少对老鼠来说是这样。这个过程通常分为三个阶段，模仿自然发育。首先，干细胞分化为原始生殖细胞，然后分化为精原细胞，这是确定男性性别的时候，最后分化为精子。

　　精子原细胞使男性能够终生产生精子，但这第二阶段已被证明是最难在实验室中重现的。

　　很难，但并非不可能。小鼠精原细胞是可以制造出来的，但效率不高，这就是为什么该研究的另一位参与者石仓幸子(Yukiko Ishikura)博士得出结论，认为有必要优化分化过程。

　　从小鼠多能干细胞开始，她和同事们准备了原始生殖细胞，并在8种不同的条件下使用他们所谓的“新的重建睾丸方法”检查了10000多个生殖细胞。

　　为了验证制造精原细胞干细胞的最佳条件，他们证实了这些细胞与小鼠睾丸中的细胞有一些共同的特性，包括关键基因的表达、表观遗传学和逆转录转座子的短暂上调，这是saiitou特别意想不到的。

　　“反转录转座子控制被重新捕获。反转录转座子调控是一种通过随机重复其调控来控制反转录转座子对关键基因影响的机制。”

　　相同的表观遗传学也至关重要。虽然基因是由DNA构成的，但它们的表达取决于DNA甲基化等表观遗传因素。生殖细胞在发育过程中显示出独特的DNA甲基化模式，这种模式被认为对它们产生后代的能力至关重要。

　　为了证实精原细胞的行为与体内产生的一样，研究人员将他们实验室制造的精原细胞干细胞注射到小鼠睾丸中，让这些细胞发育成精母细胞。这些精子被采集并注射到卵子中以培育胚胎。然后，这些胚胎被用来使老鼠怀孕，这些老鼠继续生下健康的后代，这些后代也有生育能力。

　　这些发现提供了从多能干细胞开始的最全面的男性生殖细胞发育重建。

　　“这是第一次在试管中从小鼠多能干细胞中重建功能性精子的研究。这为男性生殖细胞分化开辟了新的可能性。”