与精子发生、成熟、排放、受精等有关的许多细胞和分子水平的变化是独特的，与精子的受精能力息息相关，也就是说与男性生育调节的控制密切相关。以精子细胞的发育过程为例，可以看出男科学未来研究方向和策略的概貌。

一、高尔基体、溶酶体和顶体的形成

至今人们对精子细胞中这一系统的理解还极肤浅。这样有关6-磷酸甘露糖受体和它的功能，顶体中酸性水解酶的谱分析，顶体是否含有蛋白多糖、氧聚糖或硫酸聚糖，顶体中的H+泵是否与其他红细胞浆质或溶酶体泵相似及分子通过精子细胞高尔基体进入发育中的顶体的形态学途经等一系列问题都是理解精子细胞功能的最重要途径。同样，关于精子细胞胞浆膜的详细构成的知识也几乎为零。例如，是否存在特异抗原，膜蛋白是否通过某种糖磷脂和其他的膜分子固定在一起?胞浆膜与发育中的结构如线粒体鞘或纤维鞘的相互关系如何?这些知识对理解精子细胞与支持细胞相互关系和理解精子细胞如何向精子发展都是很基本的，一个有趣的问题是这种相互关系是否涉及到一个已在其他系统得到证实的与整体粘连有关的细胞粘连分子。

从药理学角度可以提示离子载体对生殖功能的作用，因为羧基离子载体莫能菌素可引起大鼠不育。猫似乎消耗大量莫能菌素，但不清楚该药是否影响其生育力。一个重要的建议是寻找这类能影响细胞离子平衡的药物，并探讨其潜在的抗生育作用。人们尚不清楚精子细胞的细胞骨架和细胞核的板层是什么，也不了解它们与精子细胞分化的关系如何，在回答这些最基本的问题之前是不可能设计任何新的避孕药的。

二、中心粒和纤毛与鞭毛的形成

精子尾鞭毛轴丝和微管的9+2骨架安排是人们所熟知的、但鞭毛膜蛋白的生物化学定义并不清楚。在其他组织中已证实对鞭毛轴丝活动机制的任何影响都能干扰纤毛的运动，那么这种干扰理应影响精子的活力。研制可供男女双方使用的针对鞭毛运动成分如鞭毛膜蛋白和鞭毛轴丝的抗体或药物及把抗体或药物运输到作用部位都是很困难的，但人们感兴趣的原因是膜蛋白易受干扰，而且这类抗体或药物也可能干扰精子与卵子的相互作用。在应予定义的膜蛋白系统中还涉及到精子环磷酰胺代谢的膜受体，它们与精子的激活有关。射精时精子的激活可能涉及膜Mg-ATP酶(钙-钙调素激活的)，因为精子似乎需要泵出钙离子以便激活其活力。搞清这一假定的泵的特性和纯化它们，对于未来设计抑制其活性的药物或抗体是十分重要的。

中断精子尾的发育将最大限度地导致精子不育。减数分裂后的单倍体配子具有转录活性，它可能在调停精子发育中起重要作用。例如，精子鱼精蛋白(与DNA包装有关)是在这一阶段由已储存多日的mRNA合成的蛋白之一。应该深入研究其合成的其他丰富的蛋白质，如外层的致密纤维蛋白。至于精子颈部的领在精子核的成形中有何作用，人们已了解到它的超微结构变化，但尚不清楚其生化变化。实验结果表明减数分裂后合成的精子微管蛋白中有20%具有与其组织(如脑)不同的氨基酸组成。这种差异为人们选择性寻找其潜在的生育调节攻击点提供了线索。靶目标还包括外层致密纤维和纤维鞘。

在精子分化过程中中心粒移动到将发生顶体的对侧一极，如果不到位鞭毛就不能形成。这一运动是如何发生的，涉及微管、肌动球蛋白、肌动素(Kinesin)那么能否利用现有中心粒/中心体抗体来干扰这种移动或用药物来干扰细胞骨架呢?关键是如何把抗体或药物输送到新近定义的膜/鞭毛轴丝/中心粒蛋白质。注射大概是不应忽视的途径。随后又如何监测抗体滴度呢?什么时候需要再次加强注射呢?精子颈部的独特特点无疑与中心粒有关，它对未来男性生殖研究和发展将是重要的，但有关领域的知识断层太大，要想从中寻找未来抗生育措施的突破点还需要付出极大的努力。

三、精子细胞的细胞和分子生物学方面

作为一个能实际应用的男性避孕剂，它必须：

(1)有效阻断生殖细胞发育的一个或多个阶段，因此能消除其受精能力;

(2)其作用必须可逆;

(3)其剂量、给药途径、副作用必须为用药者和整个社会所接受。

潜在的可供探索的领域包括：

(1)支持细胞和整个曲精细管的细胞排列结构对于生殖细胞的发育是不可或缺的;利用能特异和唯一与FSH受体相结合的FSH类似物的共价结合能力作为支持细胞的靶特异抑制剂。

(2)虽然存在一个如果损伤曲精细管屏障(造成不可逆性睾丸炎)及损伤精原细胞后干细胞将严重不足而引起的可逆性问题，但还可以考虑能用来干扰基底室内初级精母细胞功能的其它技术。温度敏感性，生殖细胞发育的最脆弱阶段是什么?

(3)精子由睾丸通过睾丸网进入附睾的前进过程。精子迁移过程的机制是什么?是一种早熟的释放?睾丸网中有无离子或特异蛋白的作用?其上皮的功能如何?

附睾转运过程中的成熟机制，能否利用局部抗雄激素(局部干扰雄激素受体或由一个竞争性类似物或“毒素“来占据雄激素受体)抑制附睾上皮细胞。验证附睾上皮细胞合成的蛋白质及它们如何结合到精子上，对于了解其功能及寻求抗生育途径也很重要。

今后男性节育研究可能涉及到精子表面蛋白质的氨基酸序列及脂肪的分子成分的研究以及它们与精子活力、获能、超激活及精卵结合的关系。