哺乳动物原始生殖细胞体内特化和体外培养

原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs)是胚胎中最先出现的生殖细胞。PGCs来源于上胚层,最早出现在后肠,随后向生殖嵴迁移。这一过程伴随一系列复杂的分子调控机制,以及DNA甲基化重编程和组蛋白修饰等表观遗传过程。PGCs经过不断的分裂、发育及分化,最终形成配子。为了更好地研究PGCs发育与分化的调控和表观遗传过程,体外培养的研究变得越来越重要。本文以小鼠和人为例,介绍了哺乳动物PGCs的特化过程、PGCs特化过程中的表观遗传过程和PGCs的体外培养研究进展。     

小鼠生殖细胞体外分化与发育机制

小鼠作为发育机制的模式动物,其生殖细胞分化与发育的研究一直是发育生物学研究的重点之一。主要综述了小鼠原始生殖细胞的起源、迁移与增殖的机制,以及原始生殖细胞向生殖细胞的分化,卵母细胞与精子的发生与发育机理,讨论了胚胎干细胞向生殖细胞体外诱导分化以及生殖细胞体外培养的应用前景。     

SOX转录因子家族在生殖细胞命运决定中的调控作用

SOX(SRY-related HMG-box)是一类含有HMG box DNA结合结构域的转录因子,自第一个SOX成员—性别决定基因SRY发现以来,先后共发现了20个成员。SOX不仅在胚胎发育、组织自稳态、神经发育、视网膜发育、骨组织形成等方面发挥重要调控功能,而且在生殖细胞的发生、分化和成熟等过程中也有重要的调控作用,如SOX17能调控胚胎干细胞向生殖细胞分化的过程中,使胚胎干细胞在体外可以诱导形成生殖细胞,为解决人类的不育问题带来了曙光。该文对近年来SOX家族在生殖细胞发育和命运决定方面的研究进展情况作一简述。     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞（primordial germ cell,PGC）均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞（胚胎干细胞或诱导型多能干细胞）具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞(primordial germ cell,PGC)均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞(胚胎干细胞或诱导型多能干细胞)具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

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。     

LIN28调控哺乳动物干细胞和生殖细胞发育分化的研究概述

Lin28为一种保守的RNA结合蛋白质,在细胞代谢、细胞周期和多能性维持中具有重要调控作用。近年来,发现Lin28在哺乳动物原始生殖细胞形成和分化、精原干细胞的形成、自我更新和分化调控中具有不可替代的作用。本文对Lin28作用及其对哺乳动物干细胞和生殖细胞发育分化影响的研究进展作一简述。     

TET蛋白质在动物原始生殖细胞发育过程中的作用

原始生殖细胞(primordial germ cell,PGC)是指能发育成精子或卵子的祖先细胞。PGC在向生殖细胞发育过程中会经历原有基因印记的去除、新印记的形成和维持,而DNA去甲基化是维持这一过程的主要机制。研究发现,TETs(ten-eleven translocations)蛋白质可以通过不同机制调控DNA去甲基化过程,在原始生殖细胞的形成和胚胎发育过程中发挥重要作用。该文综述了TET家族的结构、调控去甲基化的机制及其在动物原始生殖细胞发育过程中的作用。     

原始卵泡形成与早期卵泡发育的遗传调控

原始卵泡形成与早期发育调控对卵母细胞发育来说非常重要,通过对原始卵泡的体外培养,可以了解原始卵泡发育的调节机制.原始卵泡向初级卵泡的转变不依赖于促性腺激素,而主要受卵巢旁分泌因子的调控,包括Kit/KL、GDF9等促进因子和AMH等抑制因子的调控.目前,原始卵泡发育的分子调控机理研究多以小鼠为模型,而对大型哺乳动物和人的研究甚少.概述了哺乳动物原始卵泡形成与发育启动调控机制的既有研究成果,详细阐述了原始卵泡发育过程中关键分子的调控作用,并介绍了小鼠及其他哺乳动物卵泡体外培养的研究进展.     

MicroRNAs与胚胎干细胞研究

MicroRNAs(miRNAs)是一种大小约20～25个碱基的非编码小分子RNA,一般通过特异性抑制靶蛋白翻译或降解靶基因mRNA发挥负调控基因表达的作用.胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)是从植入前早期胚胎内细胞团或原始生殖细胞中分离得到并能在体外长期培养的高度未分化的多能细胞系,在揭示胚胎早期发育机理、药物筛选、临床再生医学等领域具有广泛的应用前景.最近研究发现miRNAs在ES细胞自我更新和分化过程中均发挥着重要的调控作用,但具体调控机制尚未完全阐明.进一步深入研究miRNAs在ES细胞中的作用,全面了解ES细胞自我更新和定向分化的机制是实现ES细胞广阔临床应用前景的基础.     

Prdm1在哺乳动物胚胎和生殖细胞发育中的作用

Prdm1（PR domain zinc finger protein 1）,又称为Blimpl（B—lymphocyte-induced maturation protein-1）,是一个具有锌指结构的转录因子,通过调控多个基因的表达影响哺乳动物多种类型细胞的发育分化。从1991年发现至今,有关Prdm1的研究进展迅速,Prdm1在促进B细胞向浆细胞终末分化过程中的作用已经得到共识。但是,在小鼠及其他哺乳动物的胚胎发育过程中,尤其是关于Prdm1在生殖细胞发育分化中的作用机理研究则起步相对较晚。近期发现,在哺乳动物胚胎发育过程中,Prdm1在原始生殖细胞的形成、干细胞全能性的维持以及其他组织器官的形成中都发挥了重要的作用。     

哺乳动物精子体外发生

精子的发生是一个高度复杂而有序的过程 ,涉及到细胞的增殖和分化。体外培养生精细胞在近年来取得了较大进展 ,建立了睾丸组织培养、曲精细管小段培养、支持细胞 生精细胞共培养及藻酸钙胶囊包裹培养等方法。建立生精细胞体外培养模型有助于 :(1)研究精子发生的调控机制 ;(2 )直接对雄性生殖细胞进行遗传修饰 ;(3)用于辅助生育技术 ,治疗精子发生阻滞的患者。如何改善培养条件 ,进一步提高生殖细胞的存活、分化、增殖效率 ,是使哺乳动物体外精子发生发展成为一项适用性较强的技术所必须解决的问题。     

胚胎干细胞向造血细胞分化研究

胚胎干（embryonic stem,ES）细胞是来源于囊胚的内细胞团（inner cell mass,ICM）,具有发育的全能性或多能性,能嵌合到早期胚胎,在体内可以参与各种组织发育甚至包括生殖细胞;在体外分化培养条件下,可以顺序分化出各种组织细胞,与体内完整胚胎发育过程相符合,而且可以通过调节ES细胞某些基因的表达而调节其分化。因此,ES细胞是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化及其关键基因鉴定的理想模型。另外,胚胎生殖脊（embryonic germ,EG）细胞系也具有同样的生物学特性,它是由早期胚胎的原始生殖脊（primordial germ,PG）细胞建株而来。最近研究显示：ES细胞在体外不但可以分化为所有造血细胞系,而且还可以分化为具有长期增殖能力的造血干细胞。作者就胚胎干细胞向造血细胞和造血干细胞分化及其诱导因子和调控基因的表达作一综述。     

Piwi/piRNA调控异常与男性不育症

男性不育是一个全球性的人口与健康问题,主要病因是少弱畸形精子症或不明原因。最近的生殖生物学和临床医学研究发现了一系列与男性不育相关的基因突变和调控通路,促进了对男性不育致病原因及机理的认识。piRNA(piwi-interacting RNA)是2006年发现的一类动物生殖细胞特异性小分子非编码RNA,通过与Piwi家族蛋白结合形成Piwi/piRNA复合物,在沉默转座子、维持生殖细胞基因组稳定性和完整性、调控生殖细胞发育分化和配子形成等过程中发挥不可或缺的重要生物学功能。近期的研究提示,Piwi/piRNA调控通路异常与男性不育相关。现简要总结和概述了近期关于Piwi/piRNA调控通路在精子发生和男性不育中的生物学功能和机制方面的研究进展。     

组织工程的新来源--原始生殖细胞

原始生殖细胞具备发育全能性,因数量较多,所以进行分离克隆将优于数目较少的内细胞团细胞。可作为组织工程的新来源：原始生殖细胞是研究基因组印迹与胚胎早期发育关系的最佳材料,还是研究生殖细胞发育分化的体外模型和研究转基因动物遗传操作的有效载体．具有广泛的应用前景。     

人原始生殖细胞的特化和表观遗传重编程研究进展

原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)起源于原肠胚阶段,是生殖细胞的前体细胞,由特定细胞经过一系列分子调控特化而成。PGCs完成特化后迁移进入生殖嵴,在迁移过程中存在一系列的表观遗传修饰的动态变化,包括DNA甲基化和组蛋白修饰等。PGCs迁移的后期会发生两性分化,迁入生殖嵴的PGCs影响原始性腺的发育。有关小鼠PGCs特化、迁移/增殖和两性分化等的机制已得到了广泛研究,而在人类中则由于伦理以及材料获取困难等因素还有待更深入的研究。该文综述了人原始生殖细胞(human PGCs,h PGCs)的特化机制、表观遗传调节在其特化和迁移过程中的作用以及h PGCs对性腺形成的影响。     

哺乳动物卵泡卵母细胞发生的分子调控

哺乳动物卵泡卵母细胞发生的研究一直是发育生物学研究的重点之一。简要叙述了哺乳动物卵泡卵母细胞发生的一般过程,重点分析了原始生殖细胞向卵母细胞分化过程中gdf9、c-kti、BMP4及TGF家族关键基因的表达调控对卵母细胞发生的影响,以及卵母细胞与颗粒细胞间的相互调节作用,介绍了卵母细胞体外发生的最新研究进展及面临的难题等,为进一步研究原始生殖细胞向卵母细胞分化以及卵泡生长发育的机制提供了理论基础。     

鸡胚胎生殖细胞在鼠胚成纤维细胞饲养层上的生长

目的:探讨以鼠胚成纤维细胞为饲养层分离、培养鸡胚胎生殖细胞的方法和条件。方法:分离、培养12.5～13.5d鼠胚成纤维细胞。分离孵化5.5d鸡胚原始生殖细胞,原代培养时不使用饲养层,与性腺基质细胞共培养;继代培养时将其置于鼠胚成纤维细胞饲养层上,在含生长因子、分化抑制因子的培养体系中培养胚胎生殖细胞。结果:鼠胚成纤维细胞可连续传代18代以上(4个月),3～15代细胞可以用作饲养层细胞。分离的鸡胚胎生殖细胞在饲养层上可增殖形成典型胚胎生殖细胞集落,并能连续在体外培养超过9代。集落未分化标志高碘酸希夫反应(PAS)呈强阳性,体外分化实验表明胚胎生殖细胞具有多能性。结论:用鼠胚成纤维细胞作为饲养层能获得可连续增殖的胚胎生殖细胞。     

猪原始生殖细胞生物学特性的研究

胚胎生殖细胞（embryonic germ cell,EGC）是由胎儿原始生殖细胞（primordial germ cell,PGC）经体外驯化培养获得的一种多潜能干细胞。研究猪PGC生物学特性对于建立猪EGC及了解猪生殖细胞发育机制具有重要意义。该研究以原代培养的猪PGC为对象,探讨了其生长行为特征及其重编程过程中多能性、生殖系标志基因的表达模式。结果显示,26 d胚胎生殖嵴分离的PGC呈碱性磷酸酶阳性,细胞体积及核质比较大;体外培养初期呈现出较强的增殖及迁移能力,培养第5 d细胞增殖达到平台期,此时克隆高表达Oct4、Sox2、Nanog、c-Myc、Klf4和Ifi tm3（P〈0.05）,低表达Blimp1（P〈0.05）,Nanos1和Stella的表达水平与猪胎儿成纤维细胞无差异;猪PGC形成的原代克隆已经具有多向分化潜能。     

动物胚胎干细胞诱导分化的研究进展

胚胎干细胞 (ES细胞 )是从动物早期胚胎的内细胞团或原始生殖细胞分离出来的具有发育全能性的一种未分化的无限增殖细胞系 ,ES细胞能体外诱导分化为神经细胞、肌肉细胞、成纤维细胞等各种细胞。综述了动物的ES细胞的分化诱导机理及目前体外诱导分化的研究现状