[发明专利]提高哺乳动物精子质量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理哺乳动物精液的方法，该方法不基于化学试剂，且其目的是通过但不限制于激活所述精液中包含的精子的运动力来增加精液的生育力，提高它们对应激的抗性，并在总体上提高精子成活力。

该方法基于将装有精液的容器暴露于电磁(可见光)辐射中进行处理。在等温环境中，将处理条件优化为特定的波长、时间和剂量值。

本发明属于哺乳动物的辅助生殖技术领域。

本发明包括一种在授精之前的步骤中使用的所有暴露变量经过验证和优化的方法以及设计用于在容器、插管、注射器、试管或类似系统中实施该方法的设备。

背景技术

精子成活力、活力和运动力描述了能顺利朝向卵子移动的精子功能。这些因素与精子质量直接相关，且在实现受精时比总精子数量更具有决定性。运动力不足的或不合适的精子不能到达卵子，这样不能自然受精。

精子迁移通过雌性生殖道(内部受精)或在合成液体中(体外受精)到达卵子的是成功受精的关键。另一方面，精子的运动力也是穿过卵子周围的细胞外基质所必需的。

精子运动力通过特定的生理变化激活，这些生理变化从一个物种到另一物种会有所不同。这些变化包括，例如，pH、钙离子浓度和特定配体(例如环腺苷磷酸)的改变。

不采用技术干预，活力低、不能动的精子或具有异常运动力的精子不会使卵子受精，这是生育力低或不育的一个主要原因。

在人工授精方法中，将精液悬浮液引入雌性生殖道。在人类不育治疗的范围内，那些具有运动力的精子进行预先获能和选择，然后将具有运动力的精子直接引入子宫中。

无论待处理的哺乳动物精子的类型如何，本专利的目的是采用基于暴露于特定条件的可见光的非化学处理来增加精子的运动力。

目前，存在不同实验室方案用于制备精液悬浮液、进行精子获能，且如果适用的话，选择具有合适运动力的细胞。一般而言，在特定的离子、营养浓度和特定的pH下制备这些悬浮液。

专利US 5,453,354公开了激活精子运动力的蛋白质性质的大分子以及通过从细胞外液中纯化大分子制备该大分子的相应方法。

专利US 7,780,230提供了包含从非洲爪蟾卵(Xenopus laevis)中纯化的细胞质提取物的组合物，其能够支持人类精子的活化和人类精子基因组的完全复制。

专利US 6,309,815提供了用于延长不能游动的精子的成活力的方法和组合物。该方法包括收集精子并采用储存缓冲溶液处理精子以大体上抑制精子的运动力，然后将精液在特定温度下储存一段时间，最后通过将抑制的精子与激活缓冲液混合以再激活精子至正常运动力。

另一方面，在2005年公开了公羊和鱼(罗非鱼)的精子对不同类型的光的反应^[1]，根据精子的类型和光的类型检测不同类型的反应。得出的结论是：哺乳动物(公羊)的精液的体外处理必须在没有光或在红光下进行，其中检测到运动力的轻微增加。

分析精子对一般可见光(整个光谱)的反应和所涉及的可能的细胞机制的研究^[2]最近已经公开。该论文得出结论：短时间的光照射引起运动力的显著提高，但没有说明可见光谱(其指的是整个光谱)的具体范围或能量的具体数量。

采用特定波长激活哺乳动物精子运动力的第一种方法分别采用狗精液^[3,4]和水牛精液^[5]在655nm和532nm下进行。在第一个案例中，报道了光的类型和剂量与运动力之间的比例关系，在第二个案例中，验证了采用激光系统暴露的明确条件。该近期论文表明了采用激光作为原位改善精液质量以优化人工授精条件的技术的可能性。

虽然有证据表明光疗法可能适用于哺乳动物的人工授精疗法，但大部分研究至多对精液悬浮液的进行研究，且仅证实运动力的某些有限的增加，而没有评估用于确定精液质量的其它重要参数是否受到影响，以及它们是否实际上转化为现场试验中妊娠概率的增加或应当在现实条件的设备水平下应用的方法。

专利US 6379939描述了一种用于增加哺乳动物(特别是人类)的精细胞的受精能力的方法，并且其提出采用在扩展可见光范围(300至1000nm)中的具有1至1000mW/cm²强度的光照射所述精细胞且持续0.5至10分钟的时间，其中光不是由激光产生。