十一月6,2018

保留精子干细胞可恢复小鼠的生育能力

乍看上去

  • 研究人员成功地将产生精子的干细胞储存了数月,并将其用于恢复雄性小鼠的生育能力。
  • 如果将来在人体中的研究取得成功,则储存干细胞可能有助于维持正在接受化学疗法的年轻男孩的生育能力。
小鼠睾丸中的精子 当将不育雄性小鼠的睾丸移植有精子的干细胞并与睾丸细胞一起培养时(绿色),精子的产量(红色)得以恢复。 Dong Ha Bhang等人,自然通讯

化学疗法有助于挽救许多被诊断患有癌症的儿童的生命。但是,它在以后的生活中可能会产生严重的副作用。例如,许多化学疗法药物可导致男孩和女孩不育。

青春期后的男孩通常可以在癌症治疗之前将精子储存起来,使他们成年后成为父亲。但是青春期前的男孩还没有产生可以存入的精子。

科学家们还没有找到一种在培养物中生长称为精子干细胞(SSC)的产生精子的干细胞的方法。如果研究人员能够找到一种方法来生长在癌症治疗之前从年轻男孩那里收获的SSC,那么一旦男孩没有癌症,就可以将其移植以恢复生育能力。

先前的研究表明,在大多数器官中,一种称为内皮细胞的细胞会释放支持干细胞的蛋白质。在人体的不同部位发现了不同类型的内皮细胞。由宾夕法尼亚大学的Sandra Ryeom博士领导的研究小组着手了解睾丸内皮细胞(TEC)如何帮助SSC蓬勃发展并产生精子。这项研究得到了美国国立卫生研究院国家癌症研究所(NCI)的部分支持。结果显示于2018年10月22日,在 自然通讯.

科学家首先用化疗药物白消安治疗了成年小鼠,造成不育。治疗五周后,他们将健康的TECs移植到小鼠的睾丸中。移植后7周,与未接受TEC的小鼠相比,接受TEC的小鼠的精子生产得以基本恢复。该结果表明TECs刺激了存活的SSC的生长。

当在实验室中将小鼠的SSC与TEC一起培养时,干细胞可以保持健康超过3个月。相反,没有TEC的SSC培养物在一周之内死亡。

为了测试用TECs培养的SSC是否可以在以后移植,研究人员将培养的SSCs植入了白消安治疗的小鼠的睾丸中。移植后四个月,在睾丸中发现了来自移植的SSC的精子。接受移植的SSC的不育雄性小鼠能够生幼仔。

研究人员还能够通过在人类TECs的培养物中生长,来保存从青春期前男孩的睾丸中提取的组织样本。这些文化的SSC移植到小鼠睾丸后得以存活并繁殖。

在进一步的实验室实验中,研究人员确定了TEC产生的五种蛋白质因子,这些因子可以使SSC保持健康。当将这五个因素添加到实验室生长的SSC中时,干细胞可以在没有TEC的情况下存活。

“多年来,研究人员一直在尝试从年轻患者接受癌症治疗之前捐献的睾丸活检组织中寻找生长和扩增这些细胞的方法,但直到现在,还没有一直成功的方法,” Ryeom说。 “我们的下一步是确定在无癌症的患者中,我们是否可以重新注射或植入扩展的SSC。”

—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)

相关链接

参考文献: 睾丸内皮细胞是种系干细胞生态位中的关键种群。 Bhang DH,Kim BJ,Kim BG,Schadler K,Baek KH,Kim YH,小W,Ding BS,Rafii S,Weiss MJ,Chou ST,Kolon TF,Ginsberg JP,Ryu BY,Ryeom S. 纳特·康蒙。 2018年10月22日; 9(1):4379。 doi:10.1038 / s41467-018-06881-z。 PMID:30348976。

资金: NIH国家癌症研究所(NCI);圣鲍德里克基金会;韩国国家研究基金会;宾夕法尼亚大学大学研究基金会;加勒特·B·史密斯基金会;和TedDriven Foundation。