Stra 8基因的激活与精原干细胞的特异性分化研究

视黄酸对维持正常的雄性睾丸结构和功能起着重要的作用。近来的研究发现,在雄性生殖腺发育过程中有一组基因,它们可以被视黄酸特异性的诱导活化,称为Stra(Stimulated by Retinoic Acid)基因。从鼠源分离得到的Stra8基因编码一种细胞质蛋白,该基因只特异性的在成熟雄性生殖细胞中表达,其功能被认为与精子形成有关。为研究Stra8基因的表达特性,我们从小鼠的基因组中克隆了Stra8基因的启动子序列(1.4kb)。将Stra8基因的1.4kb启动子序列克隆到pEGFP-1载体的EGFP基因之前,构建成由Stra8基因1.4kb启动子序列调控表达绿色荧光蛋白的pStra8-EGFP载体。将其分别转化到不同类型的细胞中,如小鼠ES-129细胞、人胎儿胰腺干细胞、小鼠骨髓间充质干细胞和小鼠精原干细胞等,通过荧光显微镜观察发现,绿色荧光蛋白只在小鼠精原干细胞中表达,表明Stra8基因是组织特异性表达的基因。将pStra8-EGFP转化小鼠骨髓间充质干细胞,经G418筛选2周后,用视黄酸诱导,12h培养后,有一部分转化pStra8-EGFP载体的细胞表达绿色荧光蛋白。RT-PCR证明这些细胞中有精原干细胞特异表达基因Stra8的转录,还有生殖细胞特异表达基因CyclinA8和Oct4的转录,这些结果说明小鼠骨髓间充质细胞经视黄酸的诱导可以向生殖细胞方向分化。     

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。     

不同年龄小鼠精原干细胞系的建立

精原干细胞（spennatogonial stem cells,SSCs）是雄性动物体内能进行终生自我更新并能将亲代基因遗传给予子代的一类细胞。不同年龄段的小鼠有不同的建系方法。6-7d幼鼠,可以用差异贴壁或直接贴壁法;5-6周成年鼠,一般采用差异贴壁法;31周老年鼠,最好种于饲养层细胞上。通过对精原干细胞系的甲基化和特异基因分析以及睾丸体内移植验证分析,成功建立了具有功能的不同年龄段的小鼠精原干细胞系。     

生精干细胞的研究进展

生精干细胞（spermatogonial stem cells,Sscs）是动物出生后保持分裂能力的生殖细胞,其通过自身复制从而终生存在,并不停地进行减数分裂而分化成精子。然而,最近的研究发现生精干细胞具有一定的多能性,在体外可被培养和诱导成多能性细胞,显示生精干细胞是再生医学和细胞治疗疾病的另一理想祖细胞来源。该综述将着重讨论生精干细胞的多能性研究情况和相关问题。     

Stra 8基因的激活与精原干细胞的特异性分化研究

视黄酸对维持正常的雄性睾丸结构和功能起着重要的作用。近来的研究发现,在雄性生殖腺发育过程中有一组基因,它们可以被视黄酸特异性的诱导活化,称为Stra（Stimulated by Retinoic Acid）基因。从鼠源分离得到的Stra8 基因编码一种细胞质蛋白,该基因只特异性的在成熟雄性生殖细胞中表达,其功能被认为与精子形成有关。为研究Stra8 基因的表达特性,我们从小鼠的基因组中克隆了Stra8 基因的启动子序列（1.4kb）。将Stra8 基因的1.4kb启动子序列克隆到pEGFP-1载体的EGFP基因之前,构建成由Stra8 基因1.4kb启动子序列调控表达绿色荧光蛋白的pStra8-EGFP载体。将其分别转化到不同类型的细胞中,如小鼠ES-129细胞、人胎儿胰腺干细胞、小鼠骨髓间充质干细胞和小鼠精原干细胞等,通过荧光显微镜观察发现,绿色荧光蛋白只在小鼠精原干细胞中表达,表明Stra8基因是组织特异性表达的基因。将pStra8-EGFP转化小鼠骨髓间充质干细胞,经G418筛选2周后,用视黄酸诱导,12h培养后,有一部分转化pStra8-EGFP载体的细胞表达绿色荧光蛋白。RT-PCR证明这些细胞中有精原干细胞特异表达基因Stra8 的转录,还有生殖细胞特异表达基因CyclinA8 和Oct4的转录,这些结果说明小鼠骨髓间充质细胞经视黄酸的诱导可以向生殖细胞方向分化。     

Stra 8基因的激活与精原干细胞的特异性分化研究

视黄酸对维持正常的雄性睾丸结构和功能起着重要的作用。近来的研究发现,在雄性生殖腺发育过程中有一组基因,它们可以被视黄酸特异性的诱导活化,称为Stra（Stimulated by Retinoic Acid）基因。从鼠源分离得到的Stra8 基因编码一种细胞质蛋白,该基因只特异性的在成熟雄性生殖细胞中表达,其功能被认为与精子形成有关。为研究Stra8 基因的表达特性,我们从小鼠的基因组中克隆了Stra8 基因的启动子序列（1.4kb）。将Stra8 基因的1.4kb启动子序列克隆到pEGFP-1载体的EGFP基因之前,构建成由Stra8 基因1.4kb启动子序列调控表达绿色荧光蛋白的pStra8-EGFP载体。将其分别转化到不同类型的细胞中,如小鼠ES-129细胞、人胎儿胰腺干细胞、小鼠骨髓间充质干细胞和小鼠精原干细胞等,通过荧光显微镜观察发现,绿色荧光蛋白只在小鼠精原干细胞中表达,表明Stra8基因是组织特异性表达的基因。将pStra8-EGFP转化小鼠骨髓间充质干细胞,经G418筛选2周后,用视黄酸诱导,12h培养后,有一部分转化pStra8-EGFP载体的细胞表达绿色荧光蛋白。RT-PCR证明这些细胞中有精原干细胞特异表达基因Stra8 的转录,还有生殖细胞特异表达基因CyclinA8 和Oct4的转录,这些结果说明小鼠骨髓间充质细胞经视黄酸的诱导可以向生殖细胞方向分化。     

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.     

山羊精原干细胞的鉴定及培养体系优化的研究

该研究优化了山羊精原干细胞(goat spermatogonial stem cells,g SSCs)培养体系,使山羊精原干细胞能在体外长期培养,维持自我更新的能力并保持未分化状态。取3~5月龄山羊睾丸,采用两步酶消法结合差速贴壁方法得到山羊精原干细胞悬液,分别通过形态学观察、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)染色、特异基因表达及蛋白质水平的分析对培养的细胞进行鉴定;并以山羊睾丸支持细胞(goat sertoli cells,g SCs)、小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)和层黏连蛋白(laminin,L)为饲养层,观察饲养层对山羊精原干细胞体外增殖的影响。结果表明,山羊精原干细胞体外增殖形成克隆簇,AKP染色呈阳性。经RT-PCR检测,Oct-4、C-myc、Cyclin D1、Ngn3和TERT等干细胞特异基因均有表达。细胞免疫组化结果显示,Oct-4、SSEA-1、α6-integrin、Vasa和Thy-1蛋白质呈阳性。克隆簇统计显示,在山羊睾丸支持细胞上形成的山羊精原干细胞(goat spermatogonial stem cells,g SSCs)克隆数与其他两组比较差异显著(P0.05)。山羊睾丸支持细胞饲养层上的精原干细胞可在体外传3~4代,培养时间为2个月。结果证明,通过两步酶消法和差速贴壁法可以分离获得山羊精原干细胞,且山羊睾丸支持细胞能够促进g SSCs的增殖。     

红鳍东方鲀精原干细胞鉴定、分离及纯化

为获得高比例精原干细胞, 开展了不同月龄红鳍东方鲀精原干细胞分离纯化研究。采用组合酶消化法制备不同月龄的精巢单细胞悬液, 通过形态学观察和生殖细胞特异基因vasa免疫荧光鉴别精原干细胞, Percoll不连续梯度(10%、30%和50%)纯化精原干细胞。结果显示: 14月龄雄鱼精巢生殖细胞主要为A型精原细胞, 精原干细胞占比极显著性地高于22月龄(P<0.05)。纯化后精原干细胞主要分布在10%—30% Percoll梯度带中, 14月龄雄鱼生殖细胞主要分布在此层, 且纯化后精原干细胞占比远高于纯化前以及22月龄纯化前后。结果表明, 14月龄更适用组合酶消化分离, 并通过Percoll梯度离心法获得高比例的红鳍东方鲀精原干细胞。     

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。     

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.     

猪精原干细胞研究进展

精原干细胞（spermatogonial stem cells,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。根据国内外最新相关进展,系统评述了猪SSCs分离纯化、体外培养及移植等方面的现状及问题。     

人多潜能胚胎生殖细胞的分离和培养

多潜能胚胎性干细胞来源有两条途经,从植入前的早期胚胎内细胞团(inner cell mass,ICM)分离出来的称胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES);从原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)分离得到的称胚胎生殖细胞(embryonic germ cells,EG)。这两种干细胞在小鼠嵌合体实验中,都证明具有参与生殖系传递的能力。这类干细胞在体外保持     

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。     

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。     

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。     

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。     

哺乳动物精原干细胞自我更新调控的研究进展

精原干细胞（spermatogonial stem cells,SSCs）具有自我更新和分化的功能,这两种功能的平衡协调不仅能维持其自身数量的稳定,还能满足雄性动物精子生成的需要。近几年,由于细胞培养技术、基因工程技术、生殖细胞移植技术的建立和完善,使SSCs自我更新调控机制的研究取得了许多突破,主要体现在蛋白调控因子和微小RNA分子以及DNA甲基化新作用的发现等方面。该文将着重围绕调控SSCs自我更新的外源性细胞因子和内源性转录因子等蛋白因子进行综述,以期为哺乳动物SSCs的深入研究提供借鉴。     

小熊猫精原干细胞的分选与培养

野生动物的保护手段主要包括就地保护、易地保护与离体保护。精原干细胞（SSCs）是雄性动物维持生殖能力的根本,既能通过自我更新产生新细胞,也能通过分化产生精子,在小熊猫（Ailurus fulgens）离体保护方面具有广阔的应用前景。动物睾丸中精原干细胞数量极少,分离纯化与体外培养对于其研究和应用至关重要。本研究选择整合素α6（ITGA6）蛋白作为精原干细胞分子标记,采用免疫磁珠分选（MACS）技术富集了3月龄小熊猫睾丸中的ITGA6阳性细胞。流式细胞术检测发现分选后ITGA6阳性细胞纯度可达74.27% ± 8.73%,显著高于分选前（32.60% ± 3.06%）。将分选后的细胞接种到层粘连蛋白包被的细胞培养板中,用含胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）、表皮细胞生长因子（EGF）与成纤维细胞生长因子（bFGF）的培养基进行体外培养。培养10 d后,在显微镜下可观察到典型的精原干细胞集落,结合逆转录PCR（RT-PCR）和细胞免疫荧光染色发现这些细胞集落特异性表达精原干细胞分子标记蛋白ITGA6、早幼粒细胞白血病锌指蛋白（PLZF）和胸腺细胞分化抗原1（THY1）,同时也表达生殖细胞标记蛋白VASA和DAZL。本研究结果证实,ITGA6可作为小熊猫精原干细胞的分子标记用于细胞分选富集,同时初步建立的培养体系也为小熊猫精子发生机制与应用研究提供材料。     

造血干细胞起源位置和时间表

美国宾夕法尼亚大学医学院研究人员首先灭活了对小鼠胚胎内皮细胞中的Runxl蛋白进行编码的基因。在发育过程中,一些内皮细胞表达Runxl,标志着像葡萄藤蔓一样的造血干细胞簇沿着一些主血管的内壁开始产生。一旦从血管壁脱落,造血干细胞就进入血液循环,并流动至胎儿的肝脏;胎儿出生后,造血干细胞就转移到骨髓。通过选择性地阻断胚胎发育过程中血管内皮细胞表达Runxl的能力,就可中止造血干细胞的产生,