精子組團前進

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一項研究發現，在母牛生殖道的模型中，公牛的精子以2到4個細胞為一組的方式聚集在一起。這似乎有助于它們逆流而上。

科學家指出，成群結隊游泳可以幫助精子穿過厚厚的生殖道和子宮黏液逆流而上，這些黏液往往會沖走那些獨自游泳的精子。

美國北卡羅來納農業技術州立大學的Chih Kuan Tung說，精子通常被描繪成相互競爭以使卵子受精的個體，但這些描繪是基于顯微鏡載玻片的平面視圖和其他實驗室設置，并沒有反映出它們真實的自然環境。

當被放置在雌性生殖道的三維模型中時，公牛精子——類似于人類精子——似乎以2到4個細胞為一組抱團前進。

當Tung和他的團隊第一次在實驗室里注意到這種聚集現象時，他們無法理解為什么會發生這種情況。“在生物學中，當（細胞和結構）做一些事情時，它們可能會從中得到一些東西。”Tung說，“所以這成了我們一直在問自己的問題：這些精子能從中得到什么？”

為了解開這個謎團，研究人員將1億個新鮮的公牛精子注入一個硅膠管中，其中的液體類似于母牛的宮頸和子宮黏液——具有溶化的奶酪的稠度。然后，他們使用注射泵來創造兩種流速。

當黏液沒有流動時，聚集的精子游的線路比單個精子更筆直。在中等流速時，精子群可以逆流而上，而單個精子則不能。當液流強勁時，聚集的精子能比單個精子更好地通過迎面而來的黏液，單個精子則通常會被沖走。

Tung說，在所有這些情況下，從來沒有一個“領頭”精子能夠得到集群中其他精子的支持。相反，這些精子群是非常活躍的，個體精子定期加入和離開它們的精子群，并在其中改變位置。這種安排類似于騎自行車的人聚在一起，這樣他們遇到的空氣阻力會更小。

“這可能是一種機制，至少允許其中一些精子最終到達輸卵管。”Tung說，“因為如果不這樣，由于子宮黏液的強勁流動，這些精子可能沒有一個能到達終點。”

他說，這些聚集物可能在生殖道、宮頸以及子宮中流出的厚黏液中起著重要作用。子宮收縮會將液體推向多個方向。越過這一點后，隨著精子到達輸卵管，那里的液體變得稀薄，流動性也變小，它們便可以獨立游動了。

Tung說，這些發現為幫助診斷不明原因的不孕癥開辟了新的途徑。未來的分析可能包括測試精子聚集情況或測量女性生殖液質量。

相關論文9月22日發表于《細胞與發育生物學前沿》。