Natan Shaked 教授：通过对精子细胞进行成像改进试管婴儿治疗

试管婴儿的最根本的两个要素是：一颗高质量的卵子和一颗高质量的精子，相互结合形成胚胎，再移植回母体体内。今天，睿果健康专家带大家了解其一——精子。著名的通过对精子细胞进行成像改进试管婴儿治疗是什么，你知道吗？首先，为了达到收集多个视角的全息投影的目的，有两种方法：旋转整个样本或扫描照明。

在Natan Shaked 教授最近的《科学进展》论文中，提出了第一个高分辨率干涉断层扫描，用于在“游泳”期间对整个精子细胞（头部有细胞器和尾部）进行 3D 采集，并且没有细胞染色。实现了精子头部的 3D 折射率分布，揭示了其精细的内部细胞器和随时间变化的方向，以及精子细胞纤细、高度动态的尾部的详细 4D（空间和时间）定位。

精子头部断层扫描是基于精子在“游泳”过程中自然旋转头部的事实，因此它提供了记录其全息投影的“自由”可能性。由于该方法提供动态 3D（或 4D）成像，因此该方法在完整精子细胞的生物测定和临床应用方面具有巨大潜力。

一、为什么成像测试对精子细胞安全使用很重要？

对于旨在用于制造体外胚胎的配子（即卵子和精子细胞）的安全性，有非常严格的监管指南，很明显，这些配子有望变成婴儿。

二、为什么试管婴儿中不允许对精子细胞进行染色？

有不同类型的污渍，然而，染色可能需要“杀死”精子细胞，方法是破坏精子细胞的外膜，用特定的标记剂渗透（即穿透）它并在内部与可能是蛋白质的目标分子结合在细胞核、顶体、细胞质等中。

此外，由于存在损坏精子遗传物质的风险，人类试管婴儿程序通常甚至不允许对活精子细胞使用荧光染料。

三、为什么精子质量在试管婴儿治疗中如此重要？

更好的精子选择将导致更好的怀孕率和结果。临床结果为大约六个试管婴儿周期中的一个活产。

通常，所有卵子在平均 IVF 治疗中都由精子细胞受精，因为它们的数量很少（大约 10 个卵子），但是从数百万个精子中选择的个体精子是普通 IVF 治疗的核心，并且具有医疗、经济、情感、对试图成为父母的夫妇的社会和职业方面的影响。如果怀孕成功，每个精子细胞都会产生不同的人。

人们认为，最终使卵子受精的单个精子在决定怀孕命运方面与卵子一样重要。典型的 3 天或 5 天胚胎培养只能让您部分了解胚胎的综合“质量”及其活产机会。

事实上，有一些相对较新的技术被用来替代羊膜穿刺术，羊膜穿刺术通常被称为 PGD 或 PGS，但它们大多足以尝试识别特定的遗传特征，因此这些发展不会相互竞争，而是完成每个其他。

此外，我们不想面对试管婴儿周期中的所有卵子都被有缺陷的精子细胞受精的情况。

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四、这种方法将如何帮助改善未来的 IVF 治疗？

我们相信，就像今天的任何胚胎学家都会使用他的标准显微镜来观察候选精子细胞的游动方式或一般形状一样，在不久的将来，我们将看到许多胚胎学家在单独之前对候选精子细胞进行全面筛选将它们注入回收的卵子中。

进一步，我们打算生成一个完整的精子细胞无染色 3D 图像数据库，并结合胚胎图像和临床结果信息，并使用深度学习方法，为下一代大数据 AI 铺平道路-基于精子选择。