精原干细胞与睾丸生殖衰老的研究进展

雄性睾丸内精子的生成及其质量随年龄增长逐渐降低。精原干细胞是精子生成的起点,其数量和质量决定了精子的生成,而精原干细胞niche是调节精原干细胞自我更新与分化的重要因素。在衰老过程中,干细胞微环境退化,精原干细胞自我更新和分化失衡,被认为是衰老导致睾丸生殖功能衰退的的主要因素。本文将综述衰老引起的精原干细胞与niche变化及其对生殖的影响相关研究进展。     

精原干细胞途径制作转基因动物

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCS)具自我更新并分化出大量精子的能力.通过其建立转基因动物模型,对研究精子的发生机制、生产转基因动物、重建不育个体的生精功能等都有着.显著的推动作用.从研究意义着手,分述了精原干细胞途径制作转基因动物各技术步骤的研究情况,并提出了运用克隆技术丰富该途径的新思路.     

大鼠精原干细胞的高效分离和纯化方法

精原干细胞是精子发生的基础,是永久分化成精子的克隆源,它既可以自我更新维持体内干细胞的数量,又可以增殖分化形成各阶段的生精细胞直至成熟精子。本文以22～25日龄Wistar-Iamichi大鼠为研究对象,利用两步酶消化法分离得到睾丸曲细精管细胞悬液,根据精原干细胞与曲细精管细胞悬液中体细胞(支持细胞及少量的管周细胞)及各级分化的生精细胞贴壁能力及对细胞外基质粘附力的不同,将大鼠精原干细胞进行纯化。经纯化后,5只大鼠的睾丸可以得到约3×10~5个精原干细胞,该精原干细胞在体外培养可形成克隆,并且该克隆可表达精原干细胞特异的标记基因GFRα1和CDH1。本文所介绍的高效分离和纯化大鼠精原干细胞的方法,操作简便,且得到的精原干细胞具有很高的活力和增殖能力,该方法为今后大鼠精原干细胞的长期培养及操作研究奠定了基础。     

哺乳动物精原干细胞的增殖分化及其移植技术的应用

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是指位于睾丸生精小管基膜上既能自我更新以维持自身群体数量恒定,又能定向分化形成精母细胞,最终形成精子的一类成体干细胞.鉴于其独具的生物学特性,SSCs的研究在干细胞生物学、医学、畜牧业等领域均具有重要意义.通过其建立转基因动物模型,对研究精子的发生机制、重建不育个体的生精功能等都有着重要意义.综述了哺乳动物SSCs的形态特性,增殖分化特性及其调控因素,简述了SSCs移植技术的应用.     

小鼠精原干细胞与胚胎干细胞样细胞

近年来,通过培养小鼠精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)获得了胚胎干细胞样细胞(,embryonic stem cell-like cells,ES样细胞).这些研究表明小鼠精原干细胞不仅具备特异分化为精子的干细胞潜能,而且具备胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES)分化为三胚层的多向分化潜能.因此.这将有助于研究干细胞的分化调控机制,并且这些研究成果延伸至人类精原干细胞,也将为再生医学获取特殊的胚胎干细胞样细胞或特异分化的精子细胞开辟了蹊径.     

大动物精原干细胞研究进展

精原干细胞是存在于雄性动物睾丸内曲细精管基底膜上的生殖系干细胞。精原干细胞一方面通过自我更新来维持其在整个生命周期中自身群体的数量稳定,另一方面可以在精子发生过程中不断地分化成为各个阶段的生殖细胞并最终形成精子,从而将亲代携带的遗传信息传递给子代。目前在体外条件下可以进行精原干细胞的长期培养,并将其诱导分化为各级生精细胞。虽然对啮齿类动物精原干细胞的研究较为成熟,但是对大动物精原干细胞的研究进展较为缓慢。大动物精原干细胞的研究对了解人类相关生理机制和疾病至关重要,并且猪、牛和羊等农业动物的精原干细胞的研究为优良种畜扩繁和制备具有重要经济价值的基因修饰家畜提供新的手段。本文在介绍精原干细胞的特征基础上,重点综述了大动物精原干细胞的研究进展,探讨了目前研究中面临的主要问题和其未来应用前景,以期为动物新型替代繁殖技术、转基因动物制备、治疗雄性不育以及服务于再生医学提供新思路、新方法。     

哺乳动物精原干细胞的研究进展

精原干细胞是雄性体内可以永久维持的成体干细胞,它具有自我更新和分化的能力,保证了雄性个体生命过程中精子发生的持续进行,从而实现将遗传信息传递给下一代。精原千细胞不仅可在体外实现长期培养或诱导分化为各级生精细胞,并且可在特定条件下将其诱导去分化成为多能性干细胞。同样,这种多能性干细胞如同胚胎干细胞,可被诱导形成造血细胞、神经元细胞、肌细胞等多种类型细胞。鉴于其独具的生物学特性,精原干细胞在揭示精子的发生机制、治疗雄性不育和转基因动物等研究中具有重要价值。该文对精原干细胞在生物学特性、纯化培养、移植、体外诱导分化及其相关调控方面的各项研究进行了小结,综述了近年来的研究历程和最新研究成果。     

睾丸组织块和精原干细胞异种移植的发展及现状

精原干细胞是精子发生的前提和基础,精原干细胞的存在为男性保存和恢复生育能力提供了可能.精原干细胞和睾丸组织移植技术已经被用来研究生精细胞的增殖与分化,这项技术对恢复无精子症或睾丸肿瘤患者的生育能力等有着重要的应用前景.综述了睾丸组织块和精原干细胞的移植技术的发展、现状及在医学领域的应用前景.     

浅谈精原干细胞研究进展

精原干细胞是雄性动物体内精子发生过程中起重要作用的精原细胞类型,不但具有干细胞特性,还能定向分化为雄性配子将自身基因传递给后代。除此之外,体外培养和鉴定精原干细胞为移植和转基因提供了基础。我们对精原干细胞的生物学特性、分离培养、鉴定、移植及精原干细胞介导的转基因进行简要概述。     

Niche调控精原干细胞命运

<正>常的精子发生是一个由多种因子参与的精密、有序调控的生理过程。精原干细胞的自我更新维持了精原干细胞本身数量的稳定,而其分化成为精原祖细胞的节奏保障了形成精子的规模。睾丸微环境(niche)在精原干细胞自我更新和分化过程中起着举足轻重的作用。该文简要描述了精子发生过程中精原干细胞及其微环境形成过程中所涉及的主要细胞因子及其调控机制,并探讨了该研究过程中所遇到的问题,最后展望了相关基础研究在临床医疗和科学研究领域中的应用前景。     

哺乳动物精原干细胞的操作技术及应用

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)具有高度的自我更新能力和分化潜能。精原干细胞移植技术作为精原干细胞研究的重要手段,已成为一种新兴的动物繁殖技术,能够提高雄性动物的生殖能力。该技术是从适龄雄性供体动物中采集精原干细胞,注射入受体动物的生精小管中使其产生精子。通过对精原干细胞的体外培养、遗传修饰及移植等操作,可以为探讨精子的发生机制、重建不育个体的精子发生、生产转基因动物提供新的途径;同时为提高优良品种家畜的生产效率、保护野生动物资源及不育症的治疗提供了一种新的方法;在医学、生物学及动物科学方面有着广泛地应用。通过对培养体系的不断完善,筛选、移植方法的不断改进,可获得更高的移植成功率。本文将从利用精原干细胞法生产转基因动物的优势,精原干细胞的形态特性和增殖分化特性,精原干细胞的移植技术和影响移植效率的关键因素,精原干细胞的体外培养,以及相关操作技术的应用与前景展望等方面做一概述。     

利用雄性生殖细胞建立转基因动物

追溯了用雄性生殖细胞建立转基因动物的发展历程 ,系统阐述了本领域理论和实践的最新进展 ,围绕方法学逐渐改进和完善的过程 ,从利用精子和精原干细胞携带外源DNA两个方向展开 ,分析和评价了DNA转移方法与精子载体法结合、胞浆内单精子注射、蛋白连接的精子介导的基因转移、输精管注射法以及曲细精管显微注射法和精原干细胞移植法 6种实验设计方法。     

精原干细胞:生殖保护与再生医学的新来源

精原干细胞(SSC)是存在于睾丸生精小管,不断增殖和分化以产生精子的男性生殖干细胞。SSC的冻存和移植被认为是未成年肿瘤患儿生殖保护的重要手段。近年来研究报道表明人类和鼠类的SSC可以在体内和体外分化为具有多能性的细胞,这些在表现型和功能上都和胚胎干细胞有一定的相似性。因此,精原干细胞SSC也被认为是很有希望成为再生医学中基于干细胞治疗方面的新来源。     

牛精原干细胞体外分化潜能的分析

家畜精原干细胞操作的核心技术是精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)的长期培养。至今家畜精原干细胞的长期培养方法还没有完善。其中的一个原因是缺乏简便有效的家畜精原干细胞生物活性鉴定手段。该研究的目的是建立一种牛精原干细胞生理潜能的体外分析方法,用于体外培养的牛精原干细胞的生物活性鉴定。首先培养牛精原干细胞,进而用干细胞因子(stem cell factor,SCF)对体外长期培养的牛精原干细胞进行诱导分化。在诱导分化过程中对细胞进行显微观察,并且用免疫荧光染色法鉴定分化的细胞。观察结果显示,经过诱导培养8 d后,牛精原干细胞形态发生了明显改变;细胞的运动行为显示出精母细胞特有的特征。免疫荧光染色结果显示,分化的细胞表达精母细胞的标记基因Scp3。上述结果例证了体外培养的牛精原干细胞具有分化为精母细胞的潜能。该研究建立了牛SSCs体外诱导分化的分析方法,用于鉴定体外培养的牛SSCs的生理潜能。但是体外诱导培养条件不能满足牛SSCs减数分裂的全部要求,导致出现一些不完全符合精母细胞特征的现象。诱导分化培养液尚需改进。     

不同日龄巴马小型猪睾丸内精原干细胞的鉴定

精原干细胞的鉴定对于精原干细胞的体外研究非常重要。本研究证明1月龄巴马小型猪睾丸没有启动精子的发育,而2月龄的巴马小型猪已经启动了精子发育,在其精细小管中发现了精子细胞和精子。免疫荧光染色的结果证明1月龄巴马小型猪精原干细胞表达UCHL1,可以与植物凝集素DBA结合,个别的精原干细胞表达CDH1,但不表达C-KIT。2月龄巴马小型猪精原干细胞只表达UCHL1,不表达CDH1和C-KIT,也不能与DBA结合。这些生物标志物的发现为体外培养的精原干细胞的鉴定奠定了基础。     

小鼠和人类生殖干细胞形成、特化和维持

哺乳动物胚胎植入子宫后,随着原肠运动的发生,胚胎开始向三个胚层分化,同时生殖细胞开始形成和特化。胚胎最早期的生殖细胞被称为原始生殖细胞(primordial germ cell, PGC),雌雄原始生殖细胞增殖并迁移到生殖嵴,持续增殖后分别进入减数分裂前期和有丝分裂阻滞,分化形成卵原细胞和精原干细胞,经过复杂的发育过程分化形成卵母细胞和精子。该文回顾了小鼠和人类的原始生殖细胞的形成和特化过程,并且对小鼠和人类精原干细胞的分子特征和体外培养体系进行了总结。     

“人造精子”介导基因编辑技术的建立与应用

"人造精子",即小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞,是一种可在体外长期培养扩增和进行遗传操作的细胞,因其具备胚胎干细胞自我更新和多向分化的特性,并拥有代替精子使卵母细胞"受精",产生半克隆小鼠的能力,而被广泛应用于生命科学研究的各个领域。与CRISPR-Cas9技术相结合,"人造精子"能够同时实现细胞水平和动物水平的复杂基因编辑,因此可作为一个有力的研究工具。本文就"人造精子"技术的建立与改进、在基因编辑方面的应用,以及全基因组标签计划的提出与进展展开综述。     

一种简便的小鼠精原干细胞分离培养方法

采用一步酶消化法分离小鼠精原干细胞,比较α-MEM、DMEM培养基对体外培养的精原干细胞生长状态的影响,对精原干细胞集落进行形态观察、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)染色和免疫组化鉴定,并诱导精原干细胞向精子细胞分化。结果显示,以小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层,用α-MEM培养的精原干细胞集落较大且呈葡萄串状或念珠状,细胞状态较好;小鼠精原干细胞集落的AKP染色阳性呈紫红色;在红色荧光下精原干细胞集落的Oct-4核蛋白表达为阳性、膜蛋白c-Kit、β_1-integrin和Gfrα-1表达为阳性;精原干细胞经维甲酸(all-trans-retinoic-acid,RA)诱导可初步分化成精子样细胞。因此,采用一步酶消化法能够分离小鼠精原干细胞,α-MEM更适合小鼠精原干细胞体外培养。     

利用雄性生殖细胞建立转基因动物的研究进展

随着科学研究的不断深入及临床治疗的需要,人们对转基因动物的需求越来越大;但是传统的转基因动物技术大多操作复杂、成本高、效率低,从而限制了转基因技术的广泛应用。利用雄性生殖细胞作为载体介导外源基因导入受精卵来建立转基因动物具有操作简便、经济、易于推广的优点,发展前景广阔。该文就利用雄性生殖细胞建立转基因动物的发展历程和方法进行系统的阐述和分析。从利用精子和精原干细胞携带外源DNA两个方向展开,分别分析和评价了恒温共孵育法、脂质体介导法、电穿孔法、胞浆内单精子注射法、输精管注射法、体外转染精原干细胞法以及体内转染精原干细胞法七种实验设计方法。     

小鼠雄性生殖干细胞转录组分析揭示成熟精原干细胞特征

精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSCs)是成年动物睾丸中的成体干细胞,具有自我更新与分化的能力。小鼠(Mus musculus)精原干细胞来源于胚胎期的原始生殖细胞(primodial germ cells, PGCs),小鼠出生前原始生殖细胞处于有丝分裂静止状态,出生后恢复增殖并由曲细精管中央迁移至管壁基质,建立稳定的精原干细胞克隆。成熟小鼠的精原干细胞周期性地启动精子发生以维持雄性动物长期稳定的生殖能力。精原干细胞在其建立和成熟后是否具有特征上的差异目前尚不清楚。本研究在前期建立的不同年龄小鼠精原干细胞(表达多能性基因Pou5f1编码的OCT4)转录组数据基础上,对小鼠新生期(出生后3天)、幼年期(出生后7天)和成熟期(2～3月龄)精原干细胞的基因表达差异进行了生物信息学分析,包括差异表达基因(differentially expression genes,DEGs)的筛选、DEGs编码的蛋白相互作用网络(protein-protein interaction,PPI)的建立、功能聚类富集(Gene Ontology,GO)和通路分析(Kyoto...