在三维微环境中诱导男性新配子发生，支持成功受精和正常胚胎发育

在再生医学中，已经尝试利用三维（3D）培养系统从小鼠胚胎干细胞中产生功能性从头配子。我们试图在一个新颖的3D微环境中进行新配子发生，以产生可用于受精的新配子。小鼠胚胎干细胞首先在明胶包被的6孔板上与成纤维细胞单层共培养，然后包封在藻酸钠微球中。随后将这些微球浸泡在特制的上胚层样细胞和原始生殖细胞样细胞培养基中，以促进分化为生殖样细胞。在分化过程中，免疫荧光分析显示精子发生标志物的一致表达模式。评估了DAZL（早期生殖细胞标志物）、VASA（精母细胞）、BOULE（减数分裂后）和顶体蛋白（精子细胞）的表达。然后将分化细胞注射到卵母细胞中，并通过钙离子载体激活。通过延时显微镜监测胚胎发育。在第22、29和36天的微球化新配子的受精率分别为61.1%、82.7%和80.0%，囊胚形成率分别为20.5%、36.0%和26.3%。对照组受精率为89.1%，囊胚形成率为76.3%。考虑胚胎动力学时，D29胚胎在64小时达到压实，77小时达到囊胚形成，与对照的63小时和77小时非常接近。D22胚胎的胚胎发育延迟最明显，压实发生在68小时，囊胚形成发生在106小时。尽管受精正常且囊胚形成成功，但效率仍然低于最佳水平。尽管如此，我们的系统能够产生可存活的后代，表明复制3D生精小管环境对于生成人工配子至关重要。这消除了在实验动物中进行同种/异种移植的需要。