世上最「古老」的精子還活著！等了50年，終於迎來新生命

知識 03-22

1968年，悉尼大學的一個實驗室利用精子冷凍技術凍存了四隻美利奴公羊的精子，截至目前，這批精子是世界上所有物種中最古老的存活精子。

近日，悉尼大學的動物繁殖專家Simon deGraaf團隊成功復甦了這批」50歲「的凍存精子，對56隻母羊進行體外受精，其中34隻母羊成功受孕，受孕率達61%，相比僅凍存一年的精子59%的受孕率相比，幾乎不相上下，這也提示了長期冷凍精子的可行性。

悉尼大學分享了其中一個「原始精子捐獻者」的照片，一隻名為Sir Freddie的公羊。Sir Freddie出生於1959年。

精子冷凍技術作為輔助生殖技術的一項重要手段，已成功應用於動物醫學及人類醫學，相信大家已耳熟能詳。但凍存整整50年的精子還能保持相當的活力和生育力，在生殖領域還是較大的進步，那麼這到底是怎麼做到的呢？我們今天就來為大家介紹一下。

在顯微鏡下觀察到的來自50年前的精液 | University of Sydney

什麼是精子凍存技術？

精子冷凍保存技術是指將精液進行特殊處理，保存在超低溫環境，可長期保存精子的活性，以達到保持雄性生育力的目的。

冷凍精液的最大優點是可長期保存，使精液的使用不受時間、地域以及雄性動物壽命的限制，且可維持細胞遺傳形狀的穩定性。世界上最早的凍存精子後代是1951年誕生的一頭小牛，很快便應用於臨床醫學。第一例人類凍存精子的嬰兒誕生於1953年，此後輔助生殖技術便如雨後春筍般開展起來。

如何冷凍精子？

哺乳動物的精子冷凍技術最早開始於200年前，最初是1776年Lazaro Spallanzani嘗試將精子在雪中逐漸冷卻，直到1949年Polge提出甘油凍存細胞的方法，這也為細胞凍存包括精液保存技術帶來了突破。

細胞凍存時最大的問題在於低溫條件下細胞內產生冰晶，從而使細胞產生內源性的機械損傷，引起細胞內環境滲透壓、PH、電解質等的改變，造成細胞的致命性損傷。而目前最常用的細胞凍存試劑是甘油或者二甲亞碸，這兩種物質一方面可以提高細胞膜對水的通透性，另一方面使冰點降低，延緩凍結過程。緩慢冷凍時可使細胞內的水分滲出至細胞外，減少細胞內冰晶的形成，從而減少由於冰晶形成造成的細胞損傷。

簡單來講，精子冷凍主要向精子細胞中加入配製好的細胞凍存液，標準冷凍速度開始為-1 到 -2℃/min，當溫度低於-25℃時可加速，到-80℃之後可直接投入液氮內（-196℃）。復甦冷凍精子時主要是要快速融化，能使胞外冰晶迅速融化，防止水分滲入胞內再次形成冰晶而損傷細胞。

圖片來源：Spermcryopreservation update: Cryodamage, markers,

and factors affecting the sperm freezability in pigs

何為單精子冷凍技術？

常規的精子凍存技術會不同程度地丟失或損傷凍融精子，而非梗阻性無精症患者和隱匿性精子症患者的精子數量少、運動性差，顯然並不適合常規精子冷凍方法。因此，科學家在常規精子凍存技術的基礎上，探索出微量精子冷凍方法——單精子冷凍技術。

所謂單精子冷凍技術，是指將嚴重少精子症或無精子症男性患者經過治療或手術後取得的極少量精子逐個挑選出來，在冷凍前確定每條精子的情況，將質量優良的精子載入在特殊的載體上，放入零下196℃液氮進行保存的技術。通過新載體cropiece實施此項技術，李錚教授團隊已於2016年報道了我國首例單精子冷凍試管嬰兒的誕生，為我國近百萬無精症患者帶來希望。

為什麼精子冷凍50年還可以孕育生命？

前面我們也提到精子凍存的關鍵在於「慢凍速融「，配合細胞保存液的使用，解決了在凍存過程細胞的損傷，保證了細胞膜的完整性不被破壞。同時在液氮中保存時，細胞處於非活動耗能狀態，減少有害物質產生堆積、維持細胞理化性質穩定、防止DNA、mRNA降解、防止核蛋白易位以及半胱氨酸自由基二硫鍵斷裂等，從而維持遺傳物質穩定性。

凍存精子經過復甦後，恢復活性及正常活動性，結合卵細胞重獲受精能力，從而孕育生命。