哺乳动物精原干细胞体外分离培养研究进展

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)作为成体干细胞的一种,具有高度自我更新和分化潜能。近几年研究发现,SSCs的体外培养是表观遗传基础研究、精子发生机制深入探索以及治疗雄性不育的基础条件。本文根据国内外SSCs相关研究,对哺乳动物SSCs的生物学特性、体外分离培养和鉴定等作一综述,以期为哺乳动物SSCs和其他干细胞的长期体外培养以及建系提供一定的借鉴。     

精原干细胞微环境研究进展

精原干细胞(spermatogonia stem cells, SSCs)是一类在睾丸中具有长期自我更新和分化潜能的生殖细胞(germ cells, GCs),即位于基底膜上的组织干细胞,其自我更新和分化受到周围微环境的调控。近年来对SSCs的研究取得了一系列重要进展,为临床治疗部分男性不育患者带来了曙光。其中,微环境对SSCs的调节功能的研究尤为重要,微环境负责整合不同类型的细胞成分、细胞外基质、细胞外调节分子及激素等对SSCs的作用,从而调节SSCs命运。关于SSCs微环境的研究已开始逐步成为干细胞研究的主要内容之一。本文主要对小鼠(Mus musculus)SSCs微环境的细胞组成、调控因子以及特点等研究现状进行了综述,为深入研究SSCs微环境的结构和功能提供背景资料,希望在未来能够通过多种研究模式复用,发现更为丰富的细胞表型和微环境因子。     

精原干细胞的生物学特性

精原干细胞(spermatogonialstemcells,SSCs)是雄性生殖系干细胞,位于睾丸曲细精管基膜上,既具有自我更新潜能,又具有定向分化潜能,是自然状态下出生后动物体内在整个生命期间进行自我更新并能将基因传递至子代的唯一成体干细胞。自SSCs移植技术建立以来,有关其分离、鉴定、培养、冻存、转基因操作及移植等方面均已取得长足进步,使人们对其生物学特性有了更深入的了解。根据最近的相关进展,系统评述了SSCs的相关生物学特性,以期为该领域及其他干细胞研究提供借鉴。     

睾丸支持细胞对精原干细胞发育的调节

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是位于睾丸曲精小管基膜上既能自我更新,又能定向分化的一类原始精原细胞.鉴于其独具的生物学特性,SSCs研究在干细胞生物学、医学、畜牧业等领域均具有重要意义,但目前有关其更新、分化的调控机制仍不清楚.干细胞的发育受其外部特定发育环境及其内在因素的综合调控.最近以睾丸支持细胞为主要结构组分的发育环境对SSCs行为的调控研究备受关注且取得快速进展.综合相关报道,主要就哺乳动物睾丸支持细胞对SSCs更新、分化的调节进行了评述,以期为本领域及其他干细胞研究提供借鉴.     

鸡胚ESC和SSCs特定基因表达差异的研究

目的:探讨鸡胚胎干细胞(ESC)和精原干细胞(SSCs)在基因表达水平上的差异.方法:传至二代的ESC和SSCs,采用免疫荧光和碱性磷酸酶检测法联合鉴定其干细胞特性,RT-PCR方法检测两者相关基因的表达差异.结果:两种处于未分化状态时的干细胞基因表达存在差异:未分化的ESC表达基因GDF3基因和Nanog基因;SSCs表达特定基因c-kit、Cvh和Stra8基因.结论:两种干细胞在基因表达水平上有差异,为ESC与SSCs在基因水平上的鉴定提供参考依据.     

KnockoutTM SR无血清培养基支持小鼠精原干细胞的短期存活(简报)

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是睾丸内具有自我复制和分化为精子潜能的干细胞,它的体外培养是精子发生机理研究和制作转基因动物等的新途径[1,2].近几年的研究表明,SSCs在体外的自我增殖需要GDNF(glial cell line-derived neu-rotrophie factor)因子和饲养层细胞等的支持[3-10].并且睾丸支持细胞(Sertoli's cells)和血清都导致培养的SSCs分化[1,6].因此,使用无血清培养基培养高度纯化的SSCs是培养成败的关键之一.     

哺乳动物精原干细胞的分子标记及调控

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是一群生活在睾丸特殊微环境中并能自我更新和具有多向分化潜能的细胞,是精子发生的基础。近年来,通过对SSCs表面的α6-和β1-整合素、CD9、GFRA1等主要标记分子,以及对GDNF、Plzf、泛素、LIF等决定SSCs自我更新和分化的多种细胞因子和基因的研究发现,目前在SSCs的分离、鉴定和生物学特性方面已获得新的成果。本文简述了目前哺乳动物SSCs主要的标记分子及自我更新与分化的调控机理,以期为该领域及其他干细胞研究提供一定的借鉴。     

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.     

胶质细胞源性神经营养因子引发精原干细胞自我更新的信号通路

胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)是TGF-β超家族的一个相关成员。哺乳动物睾丸曲细精管内支持细胞分泌的GDNF,能促进精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)的自我更新与增殖。SSCs去分化诱导产生的多能干细胞已被广泛应用于再生医学领域,且SSCs在制作转基因动物、男性不育治疗和体外实施精子发生过程等方面,具有极大的应用价值。所以,GDNF引发SSCs自我更新的作用机理非常值得探索。通过对GDNF引发SSCs自我更新的信号通路进行系统梳理,我们发现了如下的作用过程:GDNF与GFR-α1特异性结合,活化Ret蛋白酪氨酸激酶,随后激活Ras/ERK1/2、PI3K-Akt和SFK信号通路,促进SSCs的自我更新;同时,在该过程中还存在信号通路间的交联对话现象。     

哺乳动物精原干细胞的分离富集及检测鉴定

获得高纯度、高活力的具有生物学安全性的精原干细胞(SSCs)并能从功能上对其进行检测鉴定,是SSCs体外生物学研究的关键所在。近年来,借助于SSCs移植这一功能性检测手段,有关SSCs的分离富集及识别鉴定取得了快速进展。本文结合作者的工作实践,就生精上皮细胞悬液的制备、SSCs的分离富集及其检测鉴定方法进行评述。     

精原干细胞分离、鉴定、培养及其应用进展

雄性哺乳动物睾丸内持续的精子发生是维持其生殖能力的必备条件。精原干细胞(SSCs)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。现对SSCs分离、鉴定与培养等技术及其应用的进展进行综述,发现两步酶消化、差异贴壁、磁珠分选等方法是体外分离与纯化SSCs的常用方法。特异性标志物的研究一直在推进SSCs的纯化与鉴定,并仍将是SSCs技术的研究重点之一。培养基、血清、生长因子和饲养层在SSCs体外培养中至关重要,但长期培养中血清可引起SSCs分化的问题有待解决。在基础与临床方面的应用中,SSCs体外培养系统为研究精子发生过程、遗传学、雄性辅助生殖和细胞再生治疗等开辟了新的道路。     

维甲酸诱导精原干细胞分化过程中DNA甲基转移酶表达研究

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是雄性哺乳动物体内能进行自我更新并通过精子发生将亲代遗传信息传递给子代的一类细胞。多项研究表明,维甲酸(retinoic acid,RA)可诱导SSCs分化,启动减数分裂。目前,关于维甲酸诱导SSCs体外分化的分子机制已取得一定进展,但此过程的DNA甲基化调控机制尚未探索。DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,Dnmts)催化DNA甲基化,研究SSCs分化前后Dnmts的表达变化将有助于本研究从表观遗传层面理解维甲酸诱导的SSCs分化过程。因此,在本研究中,首先通过两步酶消化法和免疫磁珠法从小鼠睾丸组织中分离纯化SSCs并建立细胞系。该细胞系在体外传代超过60代,并且表达Oct4、Plzf、Etv5、Dazl和Mvh等标志物。然后,本研究通过探索维甲酸诱导条件,建立了SSCs的体外分化体系。经维甲酸处理后,对SSCs自我更新起决定作用的转录因子Plzf及其共表达基因Oct4的表达下降,而分化相关基因(Stra8,c-Kit)表达上调。最后,本研究对SSCs分化前后Dnmts表达进行检测。检测显示与正常组SSCs比较,维甲酸处理组SSCs中Dnmt1、Dnmt3a表达下调。该发现初步表明Dnmt1、Dnmt3a在维甲酸诱导SSCs体外分化过程中起调控作用,为阐述维甲酸如何诱导SSCs分化的分子机制提供了新的证据。     

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。     

精原干细胞自我更新和分化的调控

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）是体内自然状态下惟一能将遗传信息传至子代的成体干细胞,它们能通过维持自我更新和分化的稳定从而保证雄性生命过程中精子发生的持续进行。了解SSCs自我更新和分化的调节机制有助于阐明精子发生机理,并为探究其他组织中成体干细胞增殖分化的调节机制提供依据。然而目前对于SSCs自我更新和分化的调控机制所知甚少。SSCs的更新与分化遵循特定模式,受以睾丸支持细胞为主要成分的微环境及各种内分泌因素如胶质细胞源神经营养因子（GDNF）、维生素、Ets转录因子ERM/Etv5等的调控。本文评述了SSCs更新与分化的模式以及上述因素对其更新、分化的调控,探讨了其中可能涉及的信号通路,以期为本领域及其他成体干细胞相关研究提供借鉴。     

水牛精原干细胞研究进展

精原干细胞(SSCs)是一类能够不断地进行自我更新和分化,并能保证遗传物质在亲子代之间有效传递的成体干细胞。伴随着各种移植技术、细胞体外培养及冻存等技术的发展,精原干细胞的应用成为可能,其在生产转基因动物及保护珍稀物种等方面有着广阔的应用前景。本文对水牛SSCs的生成、分离、纯化、培养、鉴定以及冻存的研究进行了系统的阐述。     

过表达水牛睾丸FGF2基因维持水牛精原细胞的体外培养

水牛睾丸支持细胞(Sertoli cells)是环绕在精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)周围的一类体细胞,为SSCs增殖提供物理支持及稳定的环境,同时参与血睾屏障形成.支持细胞可分泌FGF2,从而提高SSCs存活和增殖.至今为止,水牛SSCs培养体系仍然面临许多挑战,推测内源性的...     

BLOC1S1促进山羊精原干细胞增殖

随着基因编辑技术迅速发展,研究精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSCs)对精子发生及其调控机制研究、转基因动物研发、基因治疗和不孕不育症的治疗以及珍稀物种的保护均具有重要意义。溶酶体相关细胞器生物合成复合体1亚基1 (biogenesis of lysosome-related organelles complex 1subunit 1, BLOC1S1)具有抗布鲁氏菌的潜能,研究BLOC1S1对山羊SSCs的影响不仅能探究BLOC1S1促进SSCs增殖的能力,还能为其抗病育种研究提供细胞学基础。本研究通过同源重组构建BLOC1S1过表达载体,通过慢病毒包装、转染与嘌呤霉素筛选成功构建了山羊精原干细胞BLOC1S1过表达细胞株。通过实时荧光定量PCR (real time quantitative PCR, RT-qPCR)检测BLOC1S1的过表达效率为18倍,同时细胞生长曲线、流式细胞术检测细胞周期、5-乙炔基-2’脱氧尿嘧啶核苷(5-ethynyl-2’-deoxyuridine, EdU)染色等实验结果表明,BLOC1S1能显著增加山羊SSCs...     

大鼠精原干细胞的微滴培养法

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）作为成体干细胞的一类,既具有自我更新和分化的潜能,又可向子代传递遗传信息。阐明其增殖过程及分化特性对SSCs的进一步应用具有重要意义。小鼠SSCs的微滴培养研究显示,微滴培养技术与常规培养方法相比具有独特的优势。然而其他物种的SSCs能否实现微滴培养尚有待证实。该研究旨在利用微滴培养法建立大鼠SSCs体外培养技术。5、8、10、20、40个大鼠SSCs分别置于20此微滴中培养,用丝裂霉素处理的STO细胞作为滋养层。倒置显微镜观察记录大鼠SSCs的增殖状态。一个月后,对微滴培养的SSCs进行免疫荧光双标记染色鉴定。结果显示,一个微滴内接种5个SSCs就能实现扩增培养;培养一个月后,SSC仍然表达其特异的标记基因分子如CDH1、OCT4、PLZF、Thy1和Gfra1。体外诱导分析显示,微滴培养的大鼠SSCs具有分化为精母细胞的能力。大鼠SSCs微滴培养法的建立,为其他物种SSCs的培养提供了借鉴,也为再生医学和生命科学相关领域的研究提供了技术平台。     

非人灵长类动物精原干细胞研究进展

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）是维持精子发生的一类干细胞,由于与人亲缘关系的相近性,使得开展非人灵长类动物SSCs研究具有重要的理论意义和比较医学价值。本文综述了非人灵长类动物SSCs的生物学特性、鉴定方法、冷冻保存、移植及生精细胞缺失模型建立等方面的研究进展。     

免疫磁珠纯化小鼠精原干细胞的研究

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）富集纯化是利用SSCs进行基因修饰新方法等研究的前提基础。采用免疫磁珠分选法,使用干细胞抗体CD90.2进行小鼠SSCs的纯化富集,并采用流式细胞分析法和定量PCR验证了磁珠分选效率。流式细胞分析结果：免疫磁珠分选后SSCs纯度为50.11%。荧光定量PCR检测结果：磁珠分选后支持细胞特异表达基因 GATA4 显著下调（6倍）、SSCs表达基因 GFRα-1 上调（6.5倍）、生殖干细胞特异表达基因 OCT4 极显著上调（5.9倍）,3个基因相对表达量的变化说明,免疫磁珠分选效率为6倍。流式细胞分析法所产生的偏差可能是受到了未解离磁珠及SSCs本身转基因荧光的影响。