_精原干细胞的研究进展_精原干细胞的研究进展
精原干细胞移植技术研究进展
精原干细胞移植技术研究进展精子发生是男性生殖细胞增殖、分化的过程，始于青春期并维持终生。
精原细胞尤其是精原干细胞是持续维持精子发生的关键因素。
个体内可因缺乏精原干细胞或放疗、化疗而导致生精细胞发育障碍或产生无功能性精子等原因引起不育。
新近发展的精原干细胞移植技术为研究精子发生机理提供了新的途径。
本文简要综述这项技术的发展过程、主要方法以及最新进展和应用前景。
1 精原干细胞移植技术分类及发展过程精原干细胞同源移植技术包括自体移植和同种异体移植。
这项技术始于1994年Brinster等[1]将可育小鼠的精原干细胞注射到不育小鼠的曲细精管使受体鼠产生了具有受精能力的精子并产出了正常后代，这是精原干细胞移植的首次重要突破。
Honaramooz等[2]在实验中，将猪的生殖细胞移入自身对侧的睾丸（自体移植）和无关另外一头猪的睾丸中（同种异体移植），结果两者都未对供者的生殖细胞发生明显免疫应答，但植入猪睾丸中的小鼠生殖细胞却很快被清除，故他们认为免疫耐受现象只限于同源移植。
1996年Clonthier等[3]将大鼠睾丸细胞显微注射到无免疫应答的重度综合免疫缺陷(severe-combined immunodeficient mice，SCID)的裸小鼠的睾丸中，睾丸干细胞会继续发育，并产生带有供体细胞种属的精子发生，取得了跨物种产生精子的重大突破。
1999年Ogawa等[4]将小鼠的睾丸细胞移植到大鼠的睾丸中获得成功。
Sofikitis[5]等认为人类睾丸细胞移入小鼠或大鼠可使25%的受体产生精子，这似乎表明灵长类生殖细胞或多或少比其它非啮齿类、非灵长类种属与啮齿类动物生精小管的微环境更相容。
Napano等[6]发现人的精原干细胞能在小鼠睾丸中至少可以存活六个月，且在移植后第一个月能保持增殖但不能分化。
这种现象0gawa等认为可能是由于小鼠内源性的支持细胞缺乏足够的能力来支持系统发育距离较远的物种。
但用睾丸组织块异位移植可部分解决上述问题，2002年Honaramooz等将新生小鼠、猪或羊的睾丸组织块（0.5-1mm3）移植到阉割的裸鼠的背部皮下，结果60% 以上的移植物存活，而且体积增大，并最终产生成熟的精子。
精原干细胞的生物学特性：现状、发展与应用
通讯作者：范立青，博士，
教 授 ，博 士 生 导 师 ， 中南 大学 生殖 与 干 细胞 工 程研 究 所 ，湖 南省 长沙 市
４１ ０ ０ ７ ８
干 细跑 ；分 化 ；精 踉于 细跑 ； 生物 学特 性 ： 自我 更 新： 分化 主题词 ：
中图分类号： Ｒ ３ １ ８
细胞 ，生物 学特 性 ， 自我 更新 ，分化 ”为检 索词 ，由第 一作 者检 索 １ ９ ９ ０至 ２ ０ １ ５ 年 Ｐ ｕ ｂ Ｍｅ ｄ和 中 国知 网数据
库 ，查 阅与 精 原干细 胞有 关 的文 献 ，最 终保 留 ４ ６篇文 献进 行 分析 。 结 果与 结论 ：精原 干细 胞 能够 进行 体 外培 养 、冷 冻保 存 和遗 传修 饰及 同种或 异种 移 植 ，这些 特性 将 有助 于解 开精 子 发 生 的机制 ，为雄 性不 育症 和 遗传 病 的 治疗提 供 新方 法 ，也 为青 年肿 瘤 患者 因放 化疗 带来 的 生殖 细胞 损伤 带 来新 的 希望 。精 原干 细胞 微环 境 、Ｐ ｌ Ｚ ｆ 、ＧＤ Ｎ Ｆ 、Ｓ ＣＦ ／ ｃ － Ｋ ｉ ｔ等相 关信 号通 路对精 原干 细 胞 自我更 新和 分化 的 调控 有 重要 作用 。精原 干细 胞作 为 干细 胞研 究 模 型 ，将 会 使人 们进 一 步 了解干 细胞 的 生物 学特 性 ，从 而 为医 学 、遗 传 学及 动物 科 学方面 开 发奠 定基 础 。
热 点之 一 。
罗珥佶 ，女 ，１ ９ ８ ３年 生 ， 湖 南省株 洲 市人 ，汉 族 ，
２ ０ ０ ８ 年湖南大学生命科 学与 技术 研 究 院毕 业 ，硕
士 ，讲 师 ，主 要从 事 分 子 生 物 学研 究。
精原干细胞研究进展
精原干细胞研究进展精原干细胞是精子形成的前体细胞，具有自我增殖和多向分化潜能。
本文对精原干细胞的微环境、体外培养和冻存的研究现状进行综述。
标签：精原干细胞；微环境；体外培养中图分类号R321.2 文献标识码 B 文章编号1674-6805(2012)11-0148-02精原干细胞(spermatogonial stem cells，SSCs)是位于睾丸曲细精管生精上皮基膜上的一群成体干细胞，具有高度自我增殖和多向分化潜能。
SSCs的终生扩增性和永生性是产生雄性生殖细胞的保证。
SSCs通过有序而严格调控的细胞增殖和分化，使精子发生的过程可以持续男性的一生，产生大量的精子。
现对近年来精原干细胞在增殖和冻存方面的研究成果做简要概述。
1 精原干细胞的微环境SSCs位于生精上皮基底部，是相对数量极少的一类细胞，据估计仅占睾丸精原细胞的0.03%。
如同小肠隐窝存在很多干细胞，SSCs既包括未分化的干细胞，也包括祖细胞，这两类细胞都在成年男性体内保持生殖能力。
有证据证明，根据被研究细胞的背景，SSCs的祖细胞具有与未分化SSCs相同的功能。
研究显示，SSCs龛境的结构和分子特征首先限制龛境内的SSCs[1]。
Sertoli细胞、基膜、小管周的肌样细胞构成睾丸SSCs龛框架或龛骨架，而这些框架或骨架围绕的空间形成的微环境称为龛境。
SSCs龛境简单定义为存在SSCs的曲细精管区域，在男性的一生中起支持SSCs增殖和自我更新的作用。
与其他干细胞类似，位于龛境中的SSCs可以维持其可塑性。
一旦离开龛境，SSCs 就会失去自我更新的能力，并且开始发生分化，最终形成成熟精子[2]。
曲细精管中，精原细胞的增殖、自我更新和分化说明基膜室是真正的SSCs龛境的分界区域。
基底膜的分子标志为鉴定和富集SSCs提供了基础。
曲细精管及其周围的间质组织由各种不同的细胞组成，为精子发生提供各种激素、生长因子和细胞因子。
合成和分泌的上述各种因子调节龛境SSCs的自我更新和增殖，离开龛境的SSCs会发生分化。
精原干细胞研究进展
精原干细胞研究进展宋瑞高;姚晓磊;石磊【摘要】Spermatogonial stem cells are oocytes of male mamals germ cells which not only can maintain the number of themselves but also can differentiate to spermatocyte. Spermatogonial stem cells are also closely related to the genetic background of the next male generation individuals. Therefore, the study of spermatogonial stem cells in the field of cell biology,medicine and transgene has broad application prospects. In this review,biological characteristics,isolation,purification,cultivation and transplantation of spermatogonial stem cells were discussed.%精原干细胞（spermatogonial stem cells，SSCs）是各种雄性动物生殖细胞的母细胞，是一群具有自我更新和分化潜能的细胞，并且在雄性个体中精原干细胞与下一代的遗传背景密切相关。
因此，精原干细胞在细胞生物学、医学、转基因等领域的研究有着广阔的应用前景。
文章根据国内外相关研究进展，对精原干细胞的生物学特性、分离纯化与培养、移植等作一概述。
【期刊名称】《中国草食动物科学》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P54-56,57)【关键词】精原干细胞;生物学特性;分离纯化;移植【作者】宋瑞高;姚晓磊;石磊【作者单位】山西农业大学动物科技学院，太谷 030801;山西农业大学动物科技学院，太谷 030801;山西农业大学动物科技学院，太谷 030801【正文语种】中文【中图分类】Q2哺乳动物雄性成体中的精子发生系统在雄性配子的产生和进化过程中起着基因传递的作用，这一系统的基础就是精原干细胞（spermatogonial stemcells，SSCs）。
牛精原干细胞研究进展
牛精原干细胞研究进展王春伟;扶晓波;吕妍;赵军;郭秋萍;张卫艺;胡建宏【摘要】精原干细胞(SSCs)是雄性生殖系干细胞,位于睾丸曲细精管基底膜上,具有自我更新和定向分化的潜能,是自然状态下出生后动物体内在整个生命过程中进行自我更新并能将基因传递至子代的惟一成体干细胞.本文在阐述精原干细胞发生的基础上,通过分析犊牛精原干细胞分离纯化、培养鉴定、冷冻保存和诱导分化的现状,分析了牛精原干细胞研究领域目前存在的主要问题,展望了牛精原干细胞的应用前景,以期为精原干细胞的研究提供参考.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2013(034)010【总页数】4页(P6-9)【关键词】牛;精原干细胞;研究进展;存在问题;发展前景【作者】王春伟;扶晓波;吕妍;赵军;郭秋萍;张卫艺;胡建宏【作者单位】西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S811.6精子发生是雄性动物终身产生大量精子的一个过程，其特点是由二倍体生殖细胞(精原干细胞)的单向分化，通过减数分裂形成精母细胞，最后产生单倍体配子精子[1]。
精原干细胞(spermatogonial stem cells，SSCs)是哺乳动物出生后唯一能进行自我更新并将遗传信息传递给后代的具有像胚胎干细胞一样增殖和分化潜能的干细胞[2]。
精原干细胞的建立，不仅提供了一种新的工具来分析精子发生或干细胞的自我更新，同时也开辟了干细胞实际应用的新领域。
本文通过分析牛精原干细胞分离纯化、培养鉴定、冷冻保存和诱导分化的研究现状，指出目前存在的主要问题，并展望其应用前景，以期为精原干细胞的研究提供借鉴。
精原干细胞的研究进展
ｃｅｌｌｓ Ｔｈｉｓ
ｒｅｖｉｅｗ
ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｆａｃｔｏｒｓ
ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
Ｎａｔｌ Ｊ Ａｎｄｒｏｌ，２００３，９
（４）：２８８－２９１．２９５
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｐｅｒｍａｔｏｇｏｎｉａｌ
ｃｅｌｌ ｌｉｎｅ－ｄｅｒｉｖｅｄ
ｎｅｕｒｏｔ扣ｐｈｉｃ ｆａｃｔｏｒ，ＧＤＮＦ）
ｈｏｒｍｏｎｅ，
作用下加速进行。同时还发现ＧＤＮＦ浓度的一圭墨 调控子为卵泡刺激素（ｆｏｌｌｉｃｌｅ—ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ 通路自我调控生殖干细胞的增殖。 ２．２干细胞因子和集落刺激因子的调控作用 Ｄｉｒａｍｉ等…‘采用富含钾的培养基（ａ
ｓｔｅｍ
ｃｅｌｌｓ；Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ；Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ；Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
在哺乳动物成体中存在几套自我更新系统，包 括造血系统、精子发生系统、肠上皮和皮肤等，就物 种延续而言最重要的莫过于精子发生（ｓｐｅｒｍａｔｏｇｅｎ— ｅｓｉｓ），、因为它承担着雄性配子的产生和进化所必需 的基因传递。青春期启动后，精子发生的过程持续 于整个雄性生命，其通过有序而又严格调控的细胞 增殖和分化步骤而产生大鼍的精子，这一系统的基 础便是精原干细胞（ｓｐｅｎｎａｔｏｇｏｎｉａｌ
・２８８・
第９卷第４期
２００３年７月
中华男科学
Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｄｒｏｌｏｇｙ
ＶｏＪ．９
Ｎｏ．４
Ｊｔｔｌ．２００３
－综
述・
精原干细胞的研究进展
曾辛综述；徐斯凡审校
（江两医学院生理学教研室，江西南昌３３０００６）
精原干细胞研究进展
境 。Ｓ Ｃ 龛境 简单定义为存在 Ｓ Ｃ Ｓｓ Ｓ ｓ的曲细精管区域 ，在男性 的
一
生 中起支持 Ｓ Ｃ 增殖和 自我更新 的作用。与其他干细胞类似 ， Ｓｓ
位于龛境中的 Ｓ Ｃ 可以维持其可塑性。—旦离开龛境，Ｓ Ｃ 就会 Ｓｓ Ｓｓ 曲细精 管 中，精原 细胞 的增 殖、 自我 更新 和分化 说明基 膜 室是 真正 的 Ｓ Ｃ 龛境 的分界区域。基底膜 的分 子标志为鉴定和富集 Ｓｓ
ｃ ｍ ｉｅ ｕｉｎＪ．ｎ ｌ ｉａａ ｈ ｍ，２ ０ ，３ ９７ ８ ２ ９ — １ ２ ｏ ｂｎｄｅ ｔ ［ Ａ ａ ｏｎ ｌ ｅ ｌ ｏ ］ Ｂ Ｃ ０ ７ ８ （－ ）： ０ ７ ２０ ．
［］ Ｓ Ｈａｅ ． Ｐ ｉｉｓ ｎ ｂ ｏ ｆ ｆ ｎｔ ｈｏ ｔｇａ ｈ ．ｎ ｄ ８ Ｄ．． ｇ，ＴＭ． ｈｌｐ． ｄ ｏ ｋｏ ｉ ｉ Ｃ ｒｍａｏ ｒｐ ｙ２ ｄｅ ． ｌ Ｈａ Ａ ｙ
Ｓ ｒ ｌ细胞 、基 膜、小管周的肌样细 胞构成睾丸 Ｓ Ｃ 龛框 激 ，内部受到来 自特异性 基因表达 的调节 ［。 ｅｔ ｉ ｏ Ｓｓ ３ ｌ 架 或龛骨架 ，而这些框架 或骨架围绕的空 间形成的微环境称 为龛 ２ 精原干细胞的体外培养 睾丸活检所获得 的 Ｓ Ｃ 数量不够进 行移植 ，这使得体外大 Ｓｓ
参 考 文 献
［ Ｐ ｒｙ Ｗａ ｇＭｏｏｉ ｉ Ｃ ｒｍａｏｒｐ ｙａｄｉ ｄ ｒ ｐｌ ａ ｏｓＭ］ １ ｅｒ １ ］ Ｇ． ｎ ． ｎ ｌｈｃ ｈｏ ｔｇａｈ ｎ ｓ ｔ ｔ ＭｏｅｎＡ ｐｉ ｔ ｎ ［ ． ｃｉ
ＵＫ ：Ｉ ＬＭ ｂ ｉ ａ ｉｎｓ ２ ０ ：７ ３ Ｐｕ ｌ ｔｏ ． ０１ ｃ －１ ．
Ｂ ｃ ｔ ｎ， Ｆ ：ＣＲＣ Ｐｒ ｓ ， ２ ５ ：１ ７ １ ２ ｏ ａＲａｏ Ｌ ｅ ｓ ００ ２ —７ ．
干细胞研究的进展与前景
干细胞研究的进展与前景(文献综述)胞生第一组干细胞是人体内最原始的细胞，具有较强的分化再生能力，由于干细胞的应用领域非常广阔，21世纪以来一直被认为是科技发展的热点之一。
2000年干细胞研究被美国《科学》杂志列入年度世界十大科学进展。
2001年美国《科学》又将其置于2002年值得关注的六大热门科技领域之首。
2001年以来，美国、英国、中国等国家已纷纷立法允许应用干细胞进行治疗性克隆的研究。
有关干细胞治疗的研究具有不可估量的医学价值，其巨大的临床应用潜力将对医学产生巨大的影响。
1、干细胞的定义干细胞（stem cell）是具有自我复制能力的多潜能性细胞，是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织和人体的潜在功能的细胞。
2、干细胞的分类2.1根据发育状态分类干细胞根据所处的发育阶段可以分为胚胎干细胞（embryonic stem cell）和成体干细胞（somatic stem cell）。
2.1.1胚胎干细胞：胚胎干细胞是来源于胚胎内细胞团或原始生殖细胞的一种多能细胞系，能以一种不确定的未分化状态扩增，几乎可以向所有成年组织分化。
2.1.2成体干细胞：指存在于已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新和分化行成该类型组织。
目前发现的成体干细胞有造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干细胞、视网膜神经干细胞、胰腺干细胞等。
2.2根据发育潜能分类干细胞根据的发育潜能可分为全能干细胞（totipotent stem cell）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和专能干细胞（unipotent stem cell）。
2.2.1全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能，如受精卵，胚胎干细胞。
2.2.2多能干细胞：具有分化出多种组织细胞的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制，如骨髓多能干细胞。
2.2.3专能干细胞：这类干细胞只能像一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层干细胞，肌肉中的成肌细胞。
精原干细胞体外培养研究进展
年代 就开始 了。截 至 目前 ， 国科 研 院所 已 相 继 建 小 鼠胚胎 成 纤维 细胞 ） ＭＥ 小 鼠胚 胎 原代 成 纤维 我 、 Ｆ（
立 了小 鼠、 、 、 人 兔 山羊 、 山 羊 、 指 山猪 等精 原 干 绒 五 细胞 的体外 培 养体 系 ， 国外 也 已先 后 建 立 了 牛精 在 细胞 ） 等作 饲 养层 以抑 制其 自发 分 化 ， 持 其干 细胞 保 状 态 。Ｎａ ａ ｏＭ 等 ［ 报道 ， Ｓ Ｏ 饲养层 细胞上 ， ｇ ｎ ５ ］ 在 Ｔ
维普资讯
动物 医学进展 ，０ ８ ２ （ ） ８ — ９ ２ ０ ，９ ６ ： ７８
Ｐｒ ｇｒ ｓ ｎ Ｖ ｅ ｅ ｉ ｒ ｅ ｉｉ ｏ ｅ ｓ ｉ ｔ ｒｎａ ｙ Ｍ ｄ ｃｎｅ
精 原 干 细 胞 体 外 培 养 研 究 进 展
唐 红 ， 国庆 ，管 峰 。 张 宾 。 石 “ ，
原 干细胞 也是研 究减 数 分裂极 好 的 素 材 。 自从 精 原
干 细胞分 离及纯 化成 功并 展示 其 广 阔 的应用 前 景 以
改 良的 Ｉ Ｍ 培 养 基 更 适 宜 于 精 原 干 细 胞 的 生 ＭＤ
长［ 。
来， 各种 哺乳类 精 原 干 细胞 系 及 其 体 外 长 期 培 养 系 统 的建立 已成 为越来越 多学者 关 注 的热点 。
精原 干 细胞 （ ｐ ｒ ｔｇ ｎａ ｓｅ ｃ ｌ ， Ｓ ｓ ｓｅｍａｏ ｏ ｉｌ ｔｍ ｅｌ Ｓ Ｃ ） ｓ
培养 基 中 存 活 较 为 理 想 。Ｉａ ｙ ｒＦ 等［ 证 明 在 ｚｄ ａ 。
是 位于睾 丸 曲细精 管基 膜上 既能 自我更 新 维 持 自身
ＭＥ 中的细 胞 活 力 和增 殖 能 力 明显 高 于 Ｋ ＯＭ； Ｍ Ｓ 群体 恒定 ， 又能 定 向分化 ， 最终 产 生 精 子 的一类 原 始 Ｄｉ ｍｉ 等［ 研 究 表 明将 提 纯 的猪 Ａ 型精 原 干 细 ｒ ａ Ｇ ３ ］ 精 原细胞 ［ 。精 原 干 细 胞 技 术 的 发 展 和应 用 ， 深 胞 在 Ｄ Ｍ／ １ １ ］ 为 ＭＥ Ｆ ２和 ＫＳ ＯＭ 中 培 养 １ ０ ｈ后 ， ２ 在 人探 讨干细胞 状 态 的维持 、 自我更 新 的方式 、 殖 及 ＫＳ 增 ＯＭ 中 可 见 ３ ～ ５ 的 精 原 干 细 胞 ， 在 Ｏ Ｏ 而 分化 过程 的启 动和调 控 等生物 学 机 制 的研 究 提供 有 ＤＭＥ Ｆ ２只 有很少 的存 活 。ＤＭＥ 是精 原干 细 Ｍ／ １ Ｍ 效 途径 ， 为一 种 极 为 有 用 的 生 物 学 方 法 ， 时 ， 成 同 精 胞 培养 中最 常用 的基 础 培养 基 ， 而在 Ｄ Ｍ 基础 上 ＭＥ
【国家自然科学基金】_精原干细胞(sscs)_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 自我更新 精原干细胞 分化 调控机制 调控 干细胞微环境 哺乳动物
推荐指数 3 3 2 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6
科研热词 推荐指数 自我更新 2 精原干细胞 2 分化 2 脂多糖 1 胶质细胞源性神经营养因子 1 睾丸支持 5 6 7 8 9 10
2014年 科研热词 精原干细胞 非人灵长类动物 鉴定 诱导精子 男性不育 生物学特性 树鼩 啮齿类动物 分离培养 体外培养 推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 8 5 3 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
科研热词 精原干细胞 鸡 支持细胞 分离 体外培养 脂肪细胞 精原干细胞(sscs) 培养 sto饲养层 knockouttm sr 鸡(gallus gallus) 隐睾 鉴定 调控 诱导分化 诱导 绿色荧光蛋白基因 继代培养 神经元样细胞 短期存活 生精细胞 生精上皮 生物反应器 无血清培养基 成骨细胞 干细胞,间充质 小鼠精原干细胞 小鼠 增殖 发育 分化 共培养 传代
2010年 序号
科研热词 1 综述 2 精原细胞/细胞学 3 干细胞/代谢
推荐指数 1 1 1
成体鸡精原干细胞和性原细胞分化潜能的研究
１ 材 料与方 法
能将 遗传信息传递 给后代的干细胞 。从 果蝇 到人
类 的多个 物种 都发 现 了精 原干 细胞 的存 在 ，并证 明 它们具有 相似 的特性 【 ５ 】 报道称 ， 自新 生小 鼠睾 。有 来
丸 的胚 胎 生殖 细胞 和 生殖 干细 胞具 有 多 能性 【 ６ ＿ 。最
的能 力 【， 些 结果 显 示 成 体精 原 干 细 胞 的研 究 意 ８这 Ｊ 义 重 大 。性 原 细胞 是精原 干 细胞 的前 体 细胞 ， 由原 始生 殖细胞 产生 ， 原始 生殖细胞 是一 种多性 能细胞 。
体 数 量 恒定 ， 能 定 向 分化 产 生 精 母 细胞 ， 终 形 又 最 成 精子 的一 类 原始 精 原 细胞 ＿。精 原干 细胞 的这种 ２ ］
双重 功能 ，是 雄性 动物在 其一生 中维 持生殖 能力 所 必需 的ｌ ３ Ｊ 原干 细胞 是 在 自然状 态 下在 成 体 内唯 。精
一Байду номын сангаас
本试 验 旨在研 究成体 鸡精 原干 细胞 和性 原细胞 的分 化潜 能 ，观测 其是否 具有成 体小 鼠精原 干细胞 的多
能性 ， 以期 为干细胞 的移植 提供 研究基 础 。
为 ５－ ｔ ＣＣ ｃ ｃ ｃ ｅ 一 ＇ｅ Ｃ ａ ｃ ｔ ｔ ｔ ３，下游引物 为 ５一ａ ｇ ｇ ｇ ａ ｇｅ ｇａ ｔ ａａ ｇ ｃ ｇ ｅ 一 扩增 片段 长６ ４ｂ ； 家 ｇ ａａｔ ｇｇｃａｇｔ ｔ ３ ， ａ ｇ ａ ０ ｐ 管 基 因 一 ｃｎ基 因引 物 １ ，上游 引 物为 ５一 ａ ｃ ａｔ ｉ 对 ｃｇｅａ
猪精原干细胞研究进展
人 类近似 ， 营养 吸收 和 胃肠 道结构 ， 以及新陈 代谢机
制 与人类 相似 ， 在糖 的吸收 、 转运 和利 用方 面以及脂
质 代谢机 制类 似人 类 。此 外 ， 是 肉食 来 源 的农 业 猪
动物 ， 为非 啮齿类 动物 ， 于实 验研 究在西 方 国家 作 用 也 比较易 于接受 ， 国丰 富 的小 型 猪 品种 资 源进 一 我 步 为研究 提供 主要 资料 。 本研 究选 择 了我 国特有 的三 个小 型猪 品系为研 究 对象 ， 分析 了 Ｐ Ａ ａ基 因外 显子 ５到 内含 子 ５区 ＰＲ 域 内约 ３０ ｂ ０ ｐ的 Ｄ Ａ片 段 ， 这 段 Ｄ Ａ序 列 中 多 Ｎ 在 Ｎ 态很 丰富 ， 在 ｌ 存 ２个单 核 苷 酸多 态 位点 ， 中只有 其 ８Ｇ－ ３ － Ａ这 一单核 苷酸 突变位 点位 于编码 区内 ， 这 ￣ 但
一
１ ３． ６
１ Ｉ ｅ ａ ｎＩ Ｇ ｅ ｎＳ ｃ ｖｔ ｎｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｔｅｓ ｒ ｄ ｈｒ ｎ Ｊ ｓ ｍ ｎ ， ｒｅ ．Ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｅ ｈ ｒ ｈ ｅ ｉ ｏ ２ ｓ ｉ ｉ ａ ｆ ｔ ｏ ｍｏｅ
ｒｒ ｐｏ ｐｒ ｍｌ ｂ ｅ ｘ ｏ ｅｐｏｆｍｏｓＪ ．Ｎ ，１９ ， ｅｃ ｔ ｓ ｅｆ ｉ ｙｐｍ ｉ ｍ ｒｉ ｔｒ ］ 砒ｕ ｅ ｒｕ ａ ｙ ｓ ｌｅ ［ ９０
Ｄ ＡＩ ＰＲ Ｇ Ｔ ，Ｐ Ａ Ａ，Ａ ＩＯ ＩａｄＣ Ｅ ｅｅ ｈ ｉ［ ］ ｐ ｌ ＤＰ Ｒ ｎ Ｒ Ｂｇｎｓｉ ｔ ｐｇ Ｊ ．Ａ ｐ ｎ ｅ
Ｇ ｎ ｔ ２ ０ ， ８ １ ： ３ ６ ｅ ｅ， ０ ７ ４ （ ） ７ —７ ．
（ ｅ） Ｓｒ的改变 ， 其余 单核苷 酸 多态 位 点均 位 于 内含 子 上， 内含子 的突变一 般对 生物 是没有 影响 的 ， 也有 但
精原干细胞分化及自我更新调控机制研究进展
【 图分 类号 】 Ｒ ２ ． 中 ３ １１
【 献标识 码】 Ａ 文
精 原 干 细 胞 （ｐ ｒ ｔｇ ｎａ ｓｅ ｃｌ ， Ｓ ） ｓ ｅｍａｏ ｏ ｉｌ ｔｍ ｅ ｓ Ｓ Ｃｓ ｌ 是 位于 睾丸 曲细 精 管基 膜 上 既 能 自我 更新 维持 自身 群体 恒 定 ， 能定 向分 化 ， 终 产 生 精子 的一 类 原 始 又 最 精 原细 胞 。因 Ｓ Ｃ 本 身 所具 有 的这 些特 殊 性 ， 其 Ｓｓ 使 成 为近 些 年研 究 的 热 点 。与 此 同 时 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ移 植 技 术 的完善 为对 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ的研 究 提供 了一 个 有 效 的检 测 手 段， 通过 对无 精雄 鼠睾丸 移植 所需 检测 的 Ｓ Ｃ ， Ｓ ｓ观察 是 否 出现 精 子 发 生 的重 建 ， 者 观 察 能 否 使 雌 鼠受 或 孕， 从功 能上 判 断 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ的 活性 及 数 量 。 国 内外 学 者 应 用这 种重 要 的检 测 方 法 对 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ进 行 大 量 实 验 研 究 并取 得 了一定 的成 就 ， 我 们 对 Ｓ Ｃ 生 物 学特 性 使 Ｓｓ 及 相关 方 面有 了更进 一 步 的认 识 ， 而本 文就 近些 年精
原 干细 胞 的发 生及 ６我 更新 机 制 方 面 所 取 得 的进 展 １ 作 一综 述 。
１ 精 原 干 细 胞 的发 生
Ｓ Ｃ 起 源 于 原 始 生 殖 细 胞 （ ｒ ｒ ｉ ｅｍ Ｓｓ ｐｉ ｄａ ｇ ｒ ｍｏ ｌ ｃｌ ，ＧＣ ） 在 靠 近 尿 囊 根 部 的卵 黄 囊 内 胚 层 发 ｅｌ Ｐ ｓ。 ｓ 生 ， 小 鼠第 １． ｄ胚 龄 时 ，ＧＣ 迁 移 到生 殖 嵴 ， 在 １５ Ｐ ｓ 并 在此增 殖 ， ｌ． ｄ时 Ｐ ｓ 止 分 裂 。 在雌 性 ， 胚 ３５ ＧＣ 停 ］ Ｐ ｓ ＧＣ 经减 数分 裂 后 成 为 卵 母 细 胞 并 随之 失 去 干 细 胞潜 能 ；在 雄 性 ， ＧＣ 进 人 胎 儿 睾 丸 曲细 精 管 ，被 Ｐ ｓ 支持 细胞 包绕后 变 为 生精母 细胞 （ｏ ｏｙｅ ， 者 分 ｇ ｎ ｃｔ）后 裂几 天后 停滞 于 ＧＯ Ｇ１ 直 到 出生 。但 与卵 细胞 不 ／ 期 同 的是 ， 生精母 细 胞依 然保 留 了干细 胞潜 能 。出 生后 不久 ， 它们 恢 复增 殖并 启 动精 子 发 生 过 程 ， 在 出 生 并 后 ６天左 右迁 移至 曲细 精 管 基 膜 ， 为 以 Ｓ Ｃｓ 主 成 Ｓ 为 的精原 细 胞 ｌ。小 鼠从 出生 到 性 成 熟 ， Ｓ ｓ数 量 不 ２ ］ ＳＣ 断地 增加 ， 当达 成 年 时 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ数量 大 约 有 ２ Ｏ个 ， ×ｌ 占睾 丸细 胞 总 数 的 ｏ ０ 一ｏ ０ ， ． ２ ． ３ 此后 始 终 维 持 这
精原干细胞研究进展
修复有关。在本实验 中， 通过人 为施予 电刺激损伤 颈总动 脉血
管外壁 ， 随着 刺 激 时 间 的延 长 造 成 血管 内皮 细 胞 损 伤 ， 而 触 发 进 凝 血 过 程 ， 终 造 成 血 管 栓 塞 。本 实 验 表 明 大 鼠股 静 脉 注 射 中 最 等 浓 度 以上 的外 源 性 ａ Ｇ Ｆ Ｆ后 ， 平均 堵 塞 血 管 的 时 间 明 显 延 长 ， 说 明外 源 性 ａ Ｇ Ｆ Ｆ发 挥 了 对 血 管 内 皮 细 胞 一 定 的 保 护 作 用 ， 并 体 现 一 定 的量 效 关 系 。同 时 ， 实 验 结 果 也 表 明 ａ Ｇ 本 Ｆ Ｆ延 长 血
ｔｒ ｓ［ｊ ｉ Ｉｖ ｓ，１９ ，５６ ：０ ４２ ０ ． ｅｉ Ｊ．ＪＣｌ ｎ ｅｔ ９ ０８ （ ）２ ０—０ ８ ｅ ｎ
［ ］ 高传玉． ６ 凝血酶、 抗凝药物和急性冠状 动脉缺血综合症 Ｅ］ 河南诊 Ｊ．
断 与治 疗 杂 志 ，０ ２ １ （） ２０２ ２ ２０ ，６ ４ ：６ ６ ．
［ ］ 王慧杰 ， ７ 黄巨恩． 酸性成纤维细胞生长凶子的基础与应用研 究［］ Ｊ．
解 剖学 研 究 ， ０ ５ ２ （ ）３ ８３ １ ２ ０ ，７４ ：０ １ ．
栓形成的时间似乎没有肝素显著 。这可能是 由于肝 素是 凝血酶 的抑制剂 ， 而外源性 ａ Ｇ Ｆ Ｆ则通 过与 内皮细胞 表面 受体结 合而 发挥对创伤的保护作用 ， 两者在作用方 式和途径等方面不同。
纵 上 所 述 ， 实 验 表 明 肝 素 和 外 源 性 ａ Ｇ 的 联 合 应 用 在 本 ＦＦ 抗 凝 治 疗 中 有很 强 的 互 补 性 ， 源 性 ａ Ｇ 外 Ｆ Ｆ通 过 直 接 与 内 皮 细 胞 表 面受 体 结合 而保 护 内 皮 细 胞 免 于 或 延 缓 致 病 因 素 损 伤 ， 或 促 进受 损 细 胞 的形 态 和功 能 恢 复 ， 接 近 于 “ 本 ” 有 一 定 的临 更 治 ， 床 应用 前 景 。
精原干细胞移植研究进展
立 了完整 的精子发生［ 。种 间移植 的成功 使得对 精 ５ ］ 子 发 生 的研 究 更 进 一 步 。利 用 大 鼠到 小 鼠 的转 移 系 统 ，人 们 研 究 了精 子 发 生 的周 期 问题 。 由于 精 子 发 生 的 整 个 过 程 受 到 Ｓ ｒｏｉ 胞 的 支 持 ，所 以 长 期 ｅｔ ｌ细 以来 人 们 认 为 ，生 殖 细 胞 和 Ｓ ｒｏｉ 胞 间 的 相 互 ｅｔｌ细 作 用控制 了精子发生 的周期 。通过检 测由小 鼠 Ｓ ｒ ｅ— ｔｌ细胞支 持的大 鼠的精子 发生 ，证 实 了大 鼠的精 ｏｉ 子 发 生 周 期 持 续 时 间是 由生 殖 细 胞 本 身 调 控 的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 。 ６ ］ 精 原 干 细 胞 的 低 温 贮 藏 和 体 外 培 养 技 术 ，推 动 了精 原 干 细胞 移植 技 术 的发 展 ，并 增 加 了其 应 用 的 可 能 性 。Ａｖ ｒｏ ｋ等 【 证 实 了 被 冷 冻 保 存 一 段 时 ｅｂ ｃ ７ ］ 间的睾丸细胞 混合 物仍可用于精原干细胞 移植 ，而 Ｎ ｐｎ ａ ａ ｏ等 贝 证实 了原 代 培养 ３个 月 的精 原 细胞 ］０ 仍 能成功进行精 原干细胞移植 。 为 提 高 移植 的 效 率 ，有 必 要 测 定 出用 于 移 植 的 最佳 细胞 数 目。Ｄ ｂ ｉｓｉ ９利用 计 算 机辅 助 的 ｏ ｒ ｋ 等【 ｎ ］ 图象 分 析 系 统 定 量 了不 同 数 目的 供 体 细 胞 在受 体 睾 丸 中 形 成 克 隆 的 程 度 ，结果 得 到 了一 个 近 乎 线 性 的 关 系 ，并 推 荐 采 用 １ 供 体 细 胞 ／ 体 睾 丸 。精 原 ０ 受 干细胞 移植 的效率 在低 睾酮的条件下亦会增 加［ 。 １。 。 自从 最 初 的精 原 干 细 胞 移 植 以 来 ，人 们 都 是 采 用睾丸细胞混合物 ，至于纯化 的精原 干细胞 是否 能 增 加 移 植 成 功 的 机 率 ，一 直 不 太 清 楚 。Ｓ ｉｏ ａａ ｈｎ ｈｒ 等 ［］ １９ １ 于 ９９年 解 决 了这 个 问题 。他 们 利 用 免 疫 磁 １ 珠法得到富集 １ 倍 的精原干细胞 ，移植到受体睾 丸 Ｏ 中后 形成 的克 隆 数 目也增 加 近 １ Ｏ倍 ，说 明纯 化 的精 原 干 细胞 是 能增 加 移 植 成 功 机 率 的 。 因此 从 理 想 化 的 角 度 考 虑 ，采 用 纯 化 的精 原 干 细 胞 可 能 是 提 高 移 植 效 率 的最 有 效 方 法 。近 来 ，Ｓ ｉｏ ａａ等 ［］ 立 了 ｈｎ ｈｒ １建 种 采用 实验 性隐睾 技术 纯化精原 干 细胞 的方 法 。 因为在隐睾 的情 况下精原 干细 胞不进 行分 化 ，所 以 精原 干细胞 占睾 丸细胞 的比例 会增 大 ，从 而达 到纯 化 的 目的 。通 过 隐 睾操作 处 理 了 ２ ～３个 月 的小 鼠的 睾丸细胞移植 到受体小 鼠睾 丸 ２ 月后 ，与 移植相 个 同数 目的野 生 型 小 鼠睾 丸 细 胞 进 行 比 较 ，克 隆 数 目 和克 隆区域分别增加 ２ 倍 和 ５ 倍 。这说 明隐睾技 ４ ７
哺乳动物精原干细胞研究进展
ｇｒ ｅｌ， Ｇ ｓ ，Ｇ ｓ ｅｍ ｃｌ Ｐ Ｃ ）Ｐ Ｃ 由外 胚层 细胞 转化 而来 口。 ｓ ］ 着
生 殖母 细胞 的增 殖 过 程 中 ，细 胞 质 的分 裂往 往 是 不完 全 的 ，大多 数 生殖 母 细胞 之 间是 由细 胞 间桥 发 生联 系 。而 细胞 间桥 的形成 则 是Ｓ Ｃ Ｓ 分化 的第 一个 标 志［。 常所 指 的生殖 母 细胞是 由不 同种 群 的细胞 ６通 ３ 共 同组 成 的 ，他 们 中的一 部分 仍 然具 有 干 细胞 的特
态 和功 能 类 似 于未 分 化 的胚 胎 干 细 胞 （ Ｓ ｃｉ ） ］ Ｅ ｅｌ ［。 ｓ ４
生过 程 终 止 ； 移植 之后 ， 体 的Ｓ Ｃ 新 构 建受 体 鼠 供 Ｓ重
的生 殖上皮 。有趣 的是 只有 大 鼠 的Ｓ Ｃ 以重新 构建 Ｓ可 小 鼠的 生殖 上 皮并 在 小 鼠体 内进 行 大 鼠的精 子 发生 过 程 『Ｊ 。 １ 而来 自于其 他种 属 的干细胞 移植 到小 鼠体 内后 只能 进行 有 缺 陷 的精 子 发生 过 程 只 能 以精 Ｈ或
维普杂 ０ ８年 第 ６卷 第 ２期
・
综
述・
哺乳动物精原干细胞研究进展
屠 迪 薛立群
作者单位 ： 湖南农业大学动物医学院 １
白秀军
２ ０ ０ ３０ １
４ ０ ２ ２ 安 徽 电子 工 程 学 院 基 础 部 １ １８
原 细胞 的形 式 重新 恢复 种 群 ［， 。除 实验 动物 外 ， １１ ５６ ］ 在
家畜精原干细胞移植研究进展
由 尿 囊 基 沿 后 肠 迁 移 到 生 殖 嵴 的 原 始 生 殖 细 胞
用 中也 可 选用 含未 分化 的精 原 干细胞 比例 较 高 的动
（ｒ ｒｉｌ ｅｍ ｅｌ，ＧＣ ） 位 于 雄性 哺 乳 动物 ｐｉ ｄａ ｇｒ ｃｉ Ｐ ｓ ， ｍｏ ｓ
原干细胞相 关抗原和表 面分子标 记 的确 定 。 目前 认为 小 鼠精 原 干 细胞 具有 ＭＨＣ Ｉ ， ｙ １ ｃｋｔ 的抗 — Ｔｈ ，— ｉ
原 表型 。 同时具 有 Ｇ－ ｔｇ ｉ。 Ｃ ４ ａｉｔｇｉ 一 ｛ ｉ ｅ ｒｎ。 Ｄ２ ，— ｅ ｒ ， ６ｎ ， ｎ ｎ
原干细胞 ， 另一方面又 可不断地 增殖分 化形成各 阶段
进行 了探 索 ， 取得 了很 多有 价值 的成 果 。 文根 据 并 本
相 关新成 果 ， Ｓ Ｃ 就 Ｓ ｓ的生 物学 特性 、 Ｓ ｓ的分 离与 ＳＣ
由于移 植用 的供 体睾 丸细胞 中干 细胞 的 比例对
移植后 干 细 胞 在受 体 中 的克 隆过 程 影 响较 大 ， 纯 故
纯化、 家畜 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ的保 存 、 养 及 移植 等 方 面 的研 究 培
（ １。其 中Ａｓ Ａａ） 被认 为是精子 发生过程 中的干细胞 精 原 干细 胞 被支 持 细胞 （ ｅｔｌ细 胞 ） 包 围 ， 曲 Ｓ ｒｏｉ 所 在 精 细管 的微环境 内它一方 面 可 自我更 新生 成新 的精
物模 型作 为 供体 ， 维 生 索 Ａ 缺 乏或 患 隐 睾症 的动 如
手段 。 年来家 畜精 原干 细胞 的移植 和分化 已在 牛 、 近
裸 鼠睾 丸 中 ， 月 后 在 受体 睾 丸 中精 子 发 生 的 强 ３个 度 （ 隆的大小 和数量综 合） 鼠 ＳＣ 克 大 Ｓ ｓ要 比小 鼠 ＳＣ Ｓ ｓ高 ２ ［， ６倍 Ｊ 而来 自于大 鼠新 生儿 、 体 和成 体 ］ 幼 供体 的 Ｓ Ｃ Ｓ ｓ在 ｂ ｓｌ ｎ处 理过 的受 体 睾 丸 内产 生 ｕｕｆ ａ
精原干细胞研究进展
用 含未分 化的精 原干细胞 比例 较高 的动物模 型作 为供 体， 如维生素 Ａ缺乏或患隐睾症 的动物 。 较早 的研究 常选用普通 的方法 ，如单位 重力 沉降 法 、牛血 清 白蛋 白梯度及单位重力速度 沉降法等分 离 纯 化精原 干细胞 。随着免疫学 的发展 和流式 细胞仪 的 应 用 ，分离纯化 精原 干细胞 的效 率得到很 大的提 高。
胞膜外存 在一些由胞质形成的小突起 ，圆形 的核 占整
个细胞的 ９ ％以上 ， 内染色质呈强嗜碱性 ， ０ 核 染成深蓝
或蓝紫色 ， 胞质弱嗜碱性 ， 染成淡 蓝色 ； 而睾 丸体 细胞
都会越来越少 ， 这样就使得分离纯化相对较为 困难 ， 故 研究 中应该 ２ 或 多个 精原 干细胞 一起 存在 ｌ Ｅ 个 ｌ ｌ 。Ｈ
据估计 ，睾丸 中的精原干细胞与全部生殖细胞 的 比例 约为 ２ ３１ ０ 而且 随着 出生后 时间的延长 ， ～： ０ ， ００ 精 原 干细胞分化形成各级生精细胞 ，其数量及所 占比例
染色 ， 精原 细胞呈 圆形 ， 细胞膜 多数光 滑 ， 少数 细胞 的
作者简介 ： 薛振华（９ ３ ）男 ， １ ８ 一 ， 山东人 ， 硕士 在读
通讯作者
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精原干细胞研究进展
薛振华 ， 《 ５ 国世 ， ｌ 王永彬 ， 田见 晖， 曾申明 （ 中国农业大学动物科技 学院， 农业生物技术 国家重点 实验 室， 北京 １０ ９ ） ０ ０ ４
鼠宜选用 ６ ８日龄 的 ， 鼠宜选用 ９ １ ～ 大 ～ ０日龄 的 ， 宜 兔 选用 ３ ５ 龄的 ， 宜选用 １ ５ 的嘲 牛宜选用 ５ ７ ～ 月 狗 ～ 岁 、 ～
精原干细胞自我更新与分化机制的研究进展
精原干细胞自我更新与分化机制的研究进展林南河;朱子珏;李铮【摘要】正常精子发生起始于精原干细胞(spermatogonial stem cell,SSC).SSC 是具有自我更新与分化潜能的生殖干细胞,在多种生长因子、微环境和自身信号调控下最终分化为精子.SSC自我更新相关的分子包括胶质细胞来源神经生长因子、成纤维细胞生长因子及其下游信号通路、转录因子和表观调控因子等;SSC分化相关的分子包括视黄酸、多种转录因子及表观调控因子等.SSC自我更新与分化的机制研究,对于深入理解精子发生及男性精子发生障碍性不育的诊治有重要意义.该文就近几年SSC自我更新与分化调控相关的外源性因子、转录因子及表现调控因子等进行综述.%Spermatogenesis originates from spermatogonial stem cells (SSCs).SSCs can continually renew and eventually differentiate into spermatozoa under control of various growth factors,microenvironments and self-signaling.The molecules involved in SSCs self-renewal include glial cell-derived nerve growth factor,fibroblast growth factor and downstream signaling pathways,as well as the transcription factors and the epigenetic regulators.Molecules related to SSCs differentiation include retinoic acid,a variety of transcription factors and the eptigenetic regulatory factors.The research on the mechanism of SSCs self-renewal and differentiation is of great significance for the understanding of spermatogenesis and the diagnosis and treatment of male infertility.This review summarized the exogenous factors,transcription factors,and epigenetic regulators that are involved in the regulation of SSCs self-renewal and differentiation in recent years.【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】5页(P445-449)【关键词】精原干细胞;自我更新;分化【作者】林南河;朱子珏;李铮【作者单位】上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科中心男科/盆底尿失禁外科,上海 200080;上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科中心男科/盆底尿失禁外科,上海 200080;上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科中心男科/盆底尿失禁外科,上海 200080【正文语种】中文【中图分类】R722.11精子发生是一个高度协调、有序进行的过程，精原干细胞（spermatogonial stem cell，SSC）的自我更新与分化是正常精子发生的基础。
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第9卷第4期中华男科学Vol.9No.4 2003年7月N ational Journal of Andrology Jul.2003#综述#精原干细胞的研究进展曾辛综述;徐斯凡审校(江西医学院生理学教研室,江西南昌330006)摘要:精原干细胞是具有自我更新和多向分化潜能等特性的多能干细胞,可在自身基因和/或外来信号调节下最终分化为精子,对其研究近年来倍受关注。
本文介绍了精原干细胞的富集、初次分选技术,增殖调控因子以及移植技术的研究进展。
关键词:精原干细胞;富集;增殖;移植中图分类号:R321.1;Q813文献标识码:A文章编号:1009-3591(2003)04-0288-05¹Advances in the Research of Spermatogonial Stem CellXin ZENG,S-i Fan XU(Dep ar tment o f Phy siology,Jiangx i Medical College,Nanchang,Jiangx i330006,China)Abstract:In r ecent years,people have paid more attention to the spermatogonial stem cells that have the capacity for self renewal and multilineage differentiation and produce daug hter cells that can ex pand and differentiate into spermatozoa under the adjustment of self g enes and ex ter nal signal.T his ar ticle reviews recent advances in studies o f enrichment and original selection of the spermato gonial stem cells.T his review also summarizes some control factors in proliferation and transplantation techniques.Natl J Androl,2003,9 (4):288-291,295Key words:Spermatogonial stem cells;Enr ichment;Proliferation;T r ansplantation.在哺乳动物成体中存在几套自我更新系统,包括造血系统、精子发生系统、肠上皮和皮肤等,就物种延续而言最重要的莫过于精子发生(spermatog en-esis)。
因为它承担着雄性配子的产生和进化所必需的基因传递。
青春期启动后,精子发生的过程持续于整个雄性生命,其通过有序而又严格调控的细胞增殖和分化步骤而产生大量的精子,这一系统的基础便是精原干细胞(spermatog onial stem cell)。
成体中特定组织干细胞应具备的特点:长期增殖、自我更新和多分化潜能,并对于损伤仍能维持更新的潜能和重新增殖的能力[1]。
同样,精原干细胞有着上述的生物学特性。
本文就精原干细胞的富集、增殖和移植技术研究概况作简要概述。
1精原干细胞的富集精子发生是起源于精原干细胞而最终导致成熟精子形成的复杂而具生产性的过程。
这些干细胞终身具有自我更新的能力,但由于它们在睾丸中的数量极少(2~3/104)和由于它们只有通过功能来鉴定,使得生物学特性的研究变得非常困难。
尽管精原干细胞移植技术的发展提供了一个干细胞分析系统,但有效的干细胞富集方法并未获得。
Shinohara 等[2]运用多参数选择策略(multiparameter selection strateg y)结合体内患隐睾病的动物睾丸模型和体外荧光激活细胞分选技术(fluorescence-activated cell sorting analysis)进行精原干细胞的富集。
将表达#288#¹收稿日期:2002-05-24;修回日期:2002-09-03作者简介:曾辛(1975-),男,江西武宁县人,检验师,硕士研究生,从事生殖生理学专业。
E-mail:xzdive@lacZ的供者睾丸细胞移植入用白消安(一种烷化剂)处理过的4~6周鼠龄的受者精曲小管内,两个月后用解剖显微镜人工数出受体内供体细胞的集落数和用计算机成像系统测量集落面积,最终结果显示得到精原干细胞25倍的富集倍数。
应用患隐睾病的动物睾丸模型是基于隐睾环境并不影响干细胞的活动而又消灭了受体睾丸内几乎所有的已分化细胞,相对于极少量富集干细胞的野生型对照组而言,其富集倍数可达25倍,从而为精原干细胞的纯化和特性研究提供了新的重要手段[3]。
根据患隐睾病的小鼠睾丸细胞散射光特性和其分子表面表达A6、A v 整合素以及c-kit受体用流式细胞仪荧光激活细胞分选技术对其进行分级分离,结果发现患隐睾病的成鼠睾丸中的精原干细胞没有或很少表达c-kit,同时利用低侧向散射光特性发现精原干细胞没有或很少表达A v整合素却强表达A6整合素。
在表达A6整合素的患隐睾病的小鼠睾丸细胞的第二级区域(A6hi SSC l o)显示最大的干细胞活性,该区域中平均集落数可达到41个,其集落面积为27mm2。
A6hi SSC l o区域的细胞因为不表达c-kit和A v整合素而大大有利于其富集过程及其结果[2]。
由于流式细胞仪荧光激活细胞分选技术其分析量有限且仪器价格昂贵,对于精原干细胞的分选就提出了另一分析系统,即采用免疫磁珠细胞分选系统(m agnetic cell sorting sys-tem)。
有研究用该系统分选精原干细胞,收集到的细胞经在含有多克隆抗兔c-kit IgGs的培养液中孵育而标上此多克隆抗体,此后还进行荧光标记,最后通过流式细胞仪分析表明精原干细胞大量的富集且无任何单倍体细胞滞留在磁珠部位,有着极高的分离纯度,回收率也高,与传统的分选方法相比免疫磁珠细胞分选方法是分离精原干细胞的一快速有效的方法[4]。
当然这一过程需要我们首先能识别精原干细胞。
Shinohara等[5]利用干细胞与基膜相互关联的相关知识以及他们所构建的精原干细胞移植分析系统来研究它们的表面标志物,结果表明c-kit在胎儿干细胞发展过程中持续表达且极为重要;B1-和A6-整合素是鉴定精原干细胞的表面标志物并提示此两者在精原干细胞表面形成一二聚体。
抑制素B是抑制素家族中主要的成员之一,它由1个A亚单位和1个B亚单位组成,Krause等[6]研究结果表明抑制素B在精原干细胞、精母细胞以及早期精子细胞中均有表达,提示抑制素B可能是精原干细胞的标志物之一。
Aubry等[7]在胚胎期(8周)生殖腺以及胎儿不同时间点的(15、17和28周)生殖腺中检测到单克隆抗体57B(抗MAGE-A4),该结果提示MAGE-A4可能是生殖干细胞潜在的表面标志物,同时他们的研究结果还提示MAGE-A4可能也是生殖细胞肿瘤潜在的表面标志物。
Satie等[8]运用免疫组织化学方法分析健康的胎儿期和成人的睾丸以及59例不同类型的人类睾丸肿瘤的睾丸中NY-ESO-1的表达情况,结果发现NY-ESO-1在从18周到出生为止的胎儿睾丸中,成人睾丸的精原干细胞和初级精母细胞以及睾丸肿瘤的最早期阶段中均有较强的表达,而在其他相关基质细胞中未见表达,从而提示NY-ESO-1可能为精原干细胞的表面标志物之一。
2精原干细胞的增殖2.1GDNF/FSH通路自我调控作用间质细胞能够分泌许多因子,维持干细胞的增殖,分化和存活。
Tadokoro等[9]利用没有生育能力的睾丸模型来研究生殖干细胞自我更新机制,由于缺乏分化能力可消除在自我更新的同时干细胞产生分化成熟的子细胞的干扰,结果发现未分化精原细胞的增殖过程在支持细胞所产生的高浓度胶质细胞衍生的神经营养因子(g lial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)作用下加速进行。
同时还发现GDNF浓度的一主要调控子为卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone ,FSH),这些结果表明在哺乳动物睾丸中GDNF/ FSH通路自我调控生殖干细胞的增殖。
2.2干细胞因子和集落刺激因子的调控作用D-i rami等[10]采用富含钾的培养基(a potassium-rich medium derived by the simplex optimization method, KSOM)培养精原干细胞来研究干细胞因子(stem cell factor,SCF)和巨噬细胞集落刺激因子(granulo-cyte macrophage-colony stimulating factor,GM-CSF)对其增殖的作用,用电极板聚集并纯化精原干细胞,即剔除肌细胞和支持细胞的污染,并用免疫组化进行c-kit受体标记。
在34e条件下使用KSOM培养基进行培养120h,期间用MTT比色分析仪每隔24 h观察精原干细胞的活力。
结果表明在培养基中分别加入rhSCF(浓度不低于100ng/ml)和rhGM-CSF(浓度低于10ng/ml,因为高于此浓度rhGM-CSF的毒副作用会非常明显)均可明显提高干细胞的生存百分比,而两者同时加入培养基并不能进一步提高干细胞的活力,说明两者参与精原干细胞增殖调控过程。
SCF的加入引起一系列细胞外信号调控激酶(extracelluar signa-l regulated kinases,ERK)的短暂激活,从而导致细胞周期素D3的重新分布以及激活其相关激酶的活性、细胞周期素E的聚集以#289#第4期曾辛等精原干细胞的研究进展及激活其相关组蛋白H1激酶的活性而发挥其调控作用,与其受体c-kit相互作用而诱发精原干细胞进入有丝分裂周期,抑制它们的凋亡[11]。
GM-CSF的生物学作用是通过细胞活素受体超家族中的GM-CSF受体来实现的[10]。
2.3促性腺激素释放激素激动剂的作用随着男性年龄的增长,睾丸逐渐萎缩而致生殖细胞慢慢消亡。
Schoenfeld等[12]构建一年老的棕色挪威鼠动物模型来研究人类老化所致的问题。
用促性腺激素释放激素的激动剂(GnRH Agonist)加以处理,能部分地恢复其睾丸内精子发生过程以及部分地逆转和表达干细胞因子mRNA,即使对同一个体的左右睾丸进行单侧处理,该侧睾丸也会出现如期的结果。
提示GnRH的激动剂的应用可刺激精原干细胞的增殖。
2.4Notch信号传导通路的调控作用Notch信号传导途径在无脊椎动物和脊椎动物中广泛存在且高度保守,此途径介导由局部细胞间相互作用而产生的对多种不成熟细胞分化的抑制信号在胚胎发育中起重要作用。