生殖生物学主要研究性别决定、性腺发育、配子发生、受精、胚胎发育及着床、妊娠维持、胎盘发育和分娩等过程的调控，以及生殖道的恶性肿瘤、异常妊娠、生殖道感染、环境和职业性危害等对生殖的影响等问题。此外，生殖生物学也研究在青春期、泌乳期、衰老期和妊娠期等过程中与生殖相关的内分泌变化，以及性行为的形成和影响因素等。

随着人工授精、体外受精、卵质内单精子注射（ICSI）、胚胎移植、细胞核移植，以及很多辅助生殖技术的广泛应用，生殖生物学在生物学、医学及畜牧业中的地位越来越重要。最近20 年来，细胞生物学、分子生物学、生物化学和生理学等学科飞速发展，各种现代生物学技术已广泛渗透到生殖生物学的研究过程中，使得人们对生殖过程中的各种现象及其分子机制的了解有了长足的进步。

生殖生物学的发展前景

据报道，不孕症在发达国家的发病率为15%～20%。自从世界上第一例试管婴儿路易斯·布朗（Louise Brown）1978 年7 月25 日在英国诞生以来，体外受精、促排卵技术、显微受精、胚胎培养和胚胎冷冻等辅助生殖技术迅速发展，并不断完善，已为很多不孕症患者解除了痛苦。据估计，全世界每年大约有50 万例试管婴儿出生。中国大陆的第一例试管婴儿自1988 年出生以来，辅助生殖技术已在全国的绝大多数地区得到推广。

性和生殖健康是人们生活和幸福的核心内容。生殖健康的主要内容是保证妊娠的正常及安全进行，使用更安全可靠的避孕措施，以及防治生殖道的感染等。由于世界人口的猛增，直接危及人的生活环境和生活质量，而且对自然环境的破坏也在逐年增加。控制人口数量及提高人口质量是当今世界亟待解决的问题。在生育调节方面，20 世纪90年代以前的生殖研究主要是围绕下丘脑-垂体-性腺所构成的生殖轴系，作为开发避孕药的出发点，即干扰激素和生殖轴系之间的相互作用。这些避孕方法的主要缺陷是有不良反应。随着社会的发展和生活水平的提高，人们对避孕措施的安全性、可靠性和多样性的要求也越来越高，而且在达到避孕效果的同时也要兼具预防生殖道感染的功能。人们逐渐开始认识到，最理想的抗生育靶点应当是在生殖过程中起直接作用的细胞和因子。因此，加强以生育控制为目的的基础研究，寻找生殖细胞的发生、成熟、受精和胚胎着床等生殖过程中可控制的关键环节，以此发展新一代避孕技术，已成为21 世纪生殖生物学研究与发展的主要目标。随着生殖生物学基础研究的深入及对生殖相关的重要基因和分子的认识，通过干扰基因表达或表达产物的功能，最终有望发展出对其他正常生理功能没有影响或影响很小的避孕药或避孕方法。另外，由于艾滋病等传染病的广泛流行，对预防生殖道感染的要求也越来越高。现在迫切需要普及生育方面的知识，提供安全及高效的避孕措施，控制生殖相关疾病的传播。

近年来，随着我国国民经济及畜牧业方面的迅速发展，对提高家畜的繁殖力及加速家畜的品种改良方面提出了更高的要求。在奶牛、肉牛、绵羊、山羊和猪的繁殖方面，逐渐发展了超数排卵、卵母细胞体外成熟、体外受精、性别鉴定、胚胎分割、动物克隆、转基因及基因敲除等方面的一系列技术。随着人们对肉、蛋和奶的需求逐年增加，迫切需要增加奶牛、肉牛、鸡、绵羊、山羊和猪等的数量，并提高其质量。近年来，各种辅助生殖技术已在畜牧业中得到广泛应用，人工输精、体外受精、超数排卵、胚胎移植、性别鉴定及转基因等在逐步完善和推广。特别是最近，随着克隆牛、克隆羊、克隆猪的问世，以及基因敲除家畜的获得，极大地促进了对家畜生殖机理的研究，并加速了各种辅助生殖技术在家畜中的应用，对促进家畜的品种改良及提高繁殖力方面具有重要的意义。

▲胎儿肾上腺来源的糖皮质激素在绵羊分娩启动中的扳机作用（引自Li et al.，2014）

在野生动物保护方面，提高野生动物的繁殖力也迫在眉睫。目前，需要了解这些动物的基本生殖过程，通过激素处理、人工授精、体外受精、胚胎分割、性别鉴定和克隆等技术手段，有望在短时间内增加濒危物种的种群数量。在宠物的饲养方面，了解基本的生殖过程，利用现代生殖技术在提高繁殖力及加速品种改良等方面也具有重要的意义。

随着社会和经济的不断发展，人类对大自然的干预日益加剧。废水、废气、废渣、农药和化肥等大量的化学物质通过各种途径排入环境，造成了严重的环境污染。噪声、农药残留和射线等各种环境因素对生殖过程的影响也越来越受到人们的重视。凡是能够影响机体内外环境改变的因素，都将会对生殖健康产生一定程度的影响。目前越来越多的证据表明，许多人工合成的化学物质可干扰人类及野生动物的生长发育，导致人类的不孕不育率、畸胎率和自然流产率上升。

随着社会工业化和现代化的不断发展，人类对野生动物的生存环境不断蚕食，导致大量的野生动物灭绝或濒临灭绝。由于这些动物的数量有限及难以接近等原因，对野生动物基本生殖过程的了解仍很有限。目前也迫切需要利用现有的生殖生物学知识和技术，来促进对野生动物生殖过程的了解，并将现有的辅助生殖技术应用于野生动物，从而延缓或防止野生动物的灭绝，并使一些具有食用和药用价值的动物得到迅速繁殖。

▲ 胚胎基因激活的时间（修改自Jukam et al.，2017）

近年来随着CRISPR/Cas9 基因敲除、条件性基因敲除、诱导多能干细胞（iPS 细胞）、各种组学技术、RNA 干涉、单细胞测序、表观遗传和细胞分离技术等方面的飞速发展，以及基因组和后基因组时代的发展和推动，对生殖过程基本调控机制的了解也越来越多。现代分子生物学和细胞生物学理论与技术的发展，极大地推动了生殖生物学研究，使人们对生殖现象的认识深入到细胞和分子水平。

从本质上讲，生殖过程是个体生命活动的一部分，与其他生命现象遵循共同的基本规律，如基因的时空特异性表达调控，细胞的增殖、分化和凋亡，细胞之间的信号传导和细胞外基质的相互作用等。但是，由于生殖过程在生命活动中具有特殊使命，因此也具有生殖细胞发生、性周期、受精、妊娠和分娩等独特现象。

（杨增明，孙青原，夏国良）

《生殖生物学》（第2 版）

本文摘编自《生殖生物学》（杨增明，孙青原，夏国良主编. 第2 版. 北京：科学出版社,2019.3）一书“第一章 生殖及生殖生物学”，有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-060784-3

责任编辑：李秀伟

《生殖生物学》自2005 年出版以来得到了国内同行广泛的好评。然而，随着各种新兴技术的引入，近年来在生殖生物学基础研究和临床方面取得了跨越式的发展，原来版本中的一些概念和内容已经过时，急需更新。此次再版，在原来的基础上，对原有的章节安排进行了较大幅度的调整，一些章节的更新幅度在70%以上，尽量做到既简单易懂，又可以反映学科最新发展。本书综合了国内外近年来在生殖生物学领域的研究论文和著作，介绍了性别决定、生殖细胞的发育及成熟、受精机理、胚胎发育、胚胎着床、胎盘的形成、分娩、生殖免疫等方面的基本知识和国内外的最新研究动态，并介绍了生殖激素、辅助生殖、环境对生殖的影响及现代生殖生物学实验技术等内容。本书以小鼠、人和家畜为主，既介绍哺乳动物生殖的共性，又具体阐述各类动物的特性，力求从广度、深度和新颖性方面，比较系统和全面地介绍生殖生物学的基础理论和最新进展。

本书主要面向综合性大学、医学院校、农林院校、师范院校及相关的科研院所从事生殖生物学、动物胚胎学、发育生物学、生殖医学、动物遗传育种与繁殖学、妇产科、野生动物科学等专业的科研与教学人员、研究生及本科生，既可作为相关专业的参考书，也可作为教材用书。

（本文编辑：刘四旦）

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