京都大学开发的一种新型筛查系统使研究人员能够在分子水平上研究精子细胞的发育和健康状况。这种新方法发表在《细胞基因组学》上，有望在男性避孕和不育治疗方面取得突破。

这项研究由综合细胞材料科学研究所 (iCeMS) 的 Jun Suzuki 教授领导，通过直接靶向活体睾丸细胞内的基因来解决一个关键空白。研究人员利用一种名为 CRISPR（类似于基因剪刀）的遗传工具，开发了一种方法来研究哪些基因有助于活体动物健康精子的产生。到目前为止，这主要是在实验室培养的细胞中完成的。研究人员通过开发一种方法，将慢病毒中的一组遗传工具高效引入睾丸的睾丸细胞中，随机破坏基因。通过这种方法，研究人员可以分析目标基因对精子细胞中特定生化反应的影响，例如细胞膜中脂质（脂肪）的运动。

使用该方法，研究小组将重点放在获能缺陷的精子上，获能是精子能够使卵子受精的过程。他们通过测量精子吸收的钙量来识别这些精子。通过在活体动物中使用这种方法，他们能够识别出一种特定基因 Rd3，该基因对于维持精子细胞健康至关重要，特别是在精子细胞发育过程中。尽管Rd3之前与眼睛功能有关，但研究小组发现它在圆形精子细胞（精子生成的早期阶段）中也高度活跃，并且在调节精子健康方面发挥着重要作用。这一发现是通过研究 Rd3 如何与线粒体相互作用而实现的，线粒体是细胞内负责能量产生的结构。

为了进一步了解 Rd3 的功能，Suzuki 和他的同事开发了 Hub-Explorer，这是一种计算工具，揭示了 Rd3 对氧化应激调节的影响，氧化应激是一种与细胞损伤有关的疾病。Rd3 在调节氧化应激中的作用揭示了其在发育过程中维持精子完整性的重要性。

“虽然女性有很多可用的节育选择，但男性的选择仍然有限，”该论文的第一作者野口说。“这种新的筛查方法通过帮助关键分子的发现而有望带来新的避孕选择和男性不育治疗。”

这些发现不仅增进了我们对精子细胞发育的理解，而且展示了揭开不同生物过程之谜的潜力。该方法还可以应用于其他组织，有可能加快针对多种疾病的药物的开发。”

Jun Suzuki 教授，综合细胞材料科学研究所 (iCeMS)

尽管取得了这些进步，挑战仍然存在。研究人员观察到带有目标基因的细胞数量逐渐减少，这表明还有改进的空间。他们目前正在探索替代方法来提高其技术的有效性，并计划将其应用于研究身体其他部位的各种生物过程和疾病。