תאי זרע חיוניים למורפוגנזה של האשך ולשחזור תפקודי במודל זנוגרפט של חזיר

מדוע שחזור רקמת אשך חשוב

לחץ חום ושינויים סביבתיים אחרים מקשים על משך ההתרבות של בעלי חיים חקלאיים, ומסכנים את ייצור המזון ברחבי העולם. לכן מדענים מחפשים דרכים לגדל זרע מחוץ לגוף, מה שיכול להגן על קווי רבייה בעלי ערך ולעזור לשחזר פוריות כאשר האשכים נפגעים. המחקר הזה חוקר כיצד לשחזר רקמת אשך עובדת מתאים חזיריים המושקעים מתחת לעור של עכברים, ושואל שאלה פשוטה אך מכרעת: האם תאי הזרע המייצרים את הזרע עצמם נחוצים לארגון המבנה כולו, או שהתאים התומכים יכולים לעשות זאת לבדם?

בונים אשכים מזעריים בבית חדש

החוקרים התחילו מאשכים של זוגות חזירים ניו‑בורן והפרידו את התאים לשתי קבוצות עיקריות. אחת התערובות כללה גם תאי זרע, כולל תאי גזע ספרמטוגונים שיכולים להניע את תהליך ייצור הזרע, בנוסף לאוסף עשיר של תאי תמיכה. התערובת השנייה הכילה רק תאי תמיכה והוסרה ממנה במכוון אוכלוסיית תאי הזרע. שתי התערובות שוזרו עם מטריצה ג'לטינית והוכנסו בעדינות מתחת לעור של עכברים חסרי מערכת חיסון, שם הושארו למשך שישה חודשים כדי לבדוק האם יוכלו להרכיב את עצמם לרקמה הדומה לאשך.

כאשר תאי זרע נוכחים, מבנים שלמים נוצרים

השתלות שכללו תאי זרע גדלו לכדורים עגולים ומלוכדים של רקמה עם כלי דם רבים שעברו בתוכן וסביבם. במיקרוסקופ נראו השתלות אלו עם צינורות מעגליים מאורגנים היטב, המזכירים במובנים רבים את אלו באשך רגיל. תאי תמיכה הסתדרו בצורה מסודרת לאורך הקצה החיצוני של כל צינור, בעוד שכבות של תאי זרע מתפתחים מילאו את פנים הצינור ויצרו חללים מרכזיים ברורים. הקבוצה זיהתה שלבים מרובים של התפתחות הזרע, מתאי זרע ראשוניים על קיר הצינור ועד לספרמאטידים מאוחרים יותר בקרבת המרכז, יחד עם חלבונים המסמנים את שלבי הבגרות השונים. דפוסי ביטוי גנטי בהשתלות אלו היו עשירים באותות הקשורים לחלוקת תאים וליצירת זרע, מה שמעיד שהרקמה המשוחזרת לא רק נכונה מבחינה מבנית אלא גם פעילה תפקודית.

בלעדיהם, המבנה והזהות מתפוררים

הסיפור היה שונה מאוד בהשתלות שנעשו רק מתערובות עשירות בתאי תמיכה. אלו גדלו כחתיכות שטוחות ומפורקות עם פחות כלי דם וצינורות פשוטים ומעוותים. השכבות החיצוניות חסרו את הקרום הבסיסי הרגיל, ומסת תאים פנימית לעיתים נמשכה החוצה במקום ליצור קיר יציב. תאי תמיכה מרכזיים איבדו את מיקומם וזהותם המולקולרית הרגילה, וכמה מהם התחילו להראות תכונות המאפיינות תאים רבייתיים נשיים. ניתוחים גנטיים הראו שבמקום להפעיל תוכניות הקשורות לייצור זרע, רקמות חסרות‑תאי‑זרע הפעילו גנים המקושרים לקרישת דם, פיברוזיס (צלקת), דלקת והתפתחות רקמתית מוקדמת ולא ספציפית. במובן מסוים הן יצרו סוג של רקמה כללית, חלקית‑צנורית, במקום אשך אמיתי.

מודל חדש לרביית בקר

בהשוואה ישירה בין שני התרחישים הללו, המחקר מדגים שתאי הזרע עושים הרבה יותר מאשר לשבת בתוך צינורות ולהפוך לזרע. הם מסייעים להנחות את צמיחת כלי הדם, לשמור על תאי התמיכה במקום הנכון ולחזק את הזהות המינית הזכרית של הרקמה. במערכת ההשתלה מחזיר‑חזיר‑אל‑עכבר הזו, רק תערובות שכללו תאי זרע שיחזרו מבנים דמויי אשך המסוגלים להתקדם לכיוון ייצור זרע. לכן מודל זה מציע כלי חזק לדיוק ייצור זרע במעבדה בחיות גדולות, מה שעשוי בסופו של דבר לתמוך ברביית בקר, לשמר קווי גנטיקה מובחרים ולעזור בשיקום פוריות לאחר פגיעה, תוך הדגשה שתאי הזרע הבריאים הם האדריכלים המרכזיים של האשך עצמו.

ציטוט: Han, MG., Jeon, Y., Maeng, H. et al. Germ cells are essential for testicular morphogenesis and functional reconstruction in a porcine xenograft model. Sci Rep 16, 14719 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44916-4

מילות מפתח: תאי זרע, תאי גזע ספרמטוגונים, שחזור אשך, זנוגרפט, פוריות בקר