进驻月球注意!失重环境会让精子“迷路”受精卡关、影响胚胎品质(图)
在人类加快脚步寻求常驻月球以及登陆火星之际,人类在太空中繁衍的问题,已不再只是假设性的提问。澳洲研究团队发表的一份新研究显示,微重力环境会扰乱精子游动方向,降低卵子受精成功率,在此环境中久了还会影响发育初期的胚胎品质和存活。
《路透》3月30日报导,澳洲阿得雷德大学罗宾森研究所在《通讯生物学》(Communications Biology)期刊发表的这项研究,在实验室中模拟微重力环境,发现人类与小鼠精子成功穿过模拟女性生殖道的数量,比正常重力环境下少50%;暴露在微重力下4到6小时,小鼠卵子成功受精率比正常重力下降低约30%。

月球表面所见日落和地平线上的地球。(法新社档案照)
这是首次有研究呈现出,重力对精子游过女性生殖系统成功抵达卵子扮演关键角色。率领发表这份报告的精子与胚胎生物学家麦克佛森(Nicole McPherson)说,「并非(精子)游动能力受到影响,精子在微重力下依然能游动,只是找不到路,受到干扰的功能显然是辨识、有目的性地朝目标前进的能力」。
研究团队认为,这是因为精子表面许多蛋白质如同一种微小的分子感测器,可侦测包括重力在内的物理性力量,当失去重力的牵引,这些感测器显然失去可靠的移动方向参考物,麦克佛森说,「这有点像在被蒙住眼睛又转了几圈下,要设法穿过一个迷宫」。不过,研究也发现,黄体素有助于减轻微重力环境对人类精子找不到方向的负面影响。
研究指出,小鼠暴露在微重力下4到6小时,仍然得以成功形成的胚胎,品质看来较高,含有较多日后会发育成胎儿的细胞。麦克佛森表示,这代表短时间暴露在微重力下,或许扮演一种「过滤器」角色,只有最具韧性的精子和胚胎能撑过去。
然而,若把处于微重力下的时间拉长到受精后最初24小时,也就是父母双方遗传物质首次结合的关键期,小鼠形成胚胎数量会变少,即使顺利形成胚胎,也会出现发育延迟和发育初期细胞数量不足等情况。研究团队用猪细胞做实验,也得到类似结果。
麦克佛森表示,「最清楚的结论是,在太空繁衍会比大多数人以为的困难得多,而且在多阶段都会面临挑战,而非仅在其中一个环节」。她表示,随著美国国家航空暨太空总署(NASA)阿提米丝计划推进人类重返月球、前进火星计划,在地球以外繁殖,是任何常驻外星都将面临的基本问题,不仅是人类,也关系到在太空自给自足栖地所仰赖的动物与农业物种。



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