精原干细胞研究概况

介绍了精原干细胞（SSCs）的起源、分化潜能、分离纯化、体外培养、特征鉴定、移植及其介导的转基因技术,概括了SSCs研究的意义,并对其应用前景进行了展望。     

家畜精原干细胞移植研究进展

论述了精原干细胞的生物学特征、分离纯化与冷冻保存,探讨了家畜精原干细胞移植的国内外研究成果,展望了其在畜牧上的应用前景。     

鱼类精原干细胞的研究进展

鱼类精原干细胞是鱼类精子发生的起始细胞,是一群具有自我更新和分化潜能的细胞.其独具的生物学特性,使其在干细胞生物学、遗传资源保存和转基因动物等研究领域具有重要价值.就鱼类精原干细胞的生物学特性、培养鉴定、分化潜能、移植和冷冻保存方面做一简要综述,以期为精原干细胞的研究提供借鉴.     

精原干细胞体外分离培养的研究进展

为探索提高精原干细胞分离和体外培养效率的技术方法,以建立长期稳定的动物精原干细胞培养体系,对动物精原干细胞的分离纯化和体外培养的研究进展进行综述。以"Spermatogonial stem cell,Isolation,Culture,Enrichment,in vitro"和"精原干细胞、分离、培养和体外扩增"为检索词,查阅精原干细胞相关文献,并进行归纳整理。精原干细胞分离主要有机械分离法和酶消化法,纯化精原干细胞的方法有差速贴壁法、密度梯度离心法、免疫磁珠法、流式细胞法等,目前大动物精原干细胞的富集常使用酶消化法、差速贴壁法和Percoll梯度离心法相结合。精原干细胞体外培养需模拟体内生境,通常在基础培养基中添加血清、饲养层细胞和各类生长因子等,培养条件会影响精原干细胞培养的效果。小鼠精原干细胞已建立较完善的培养体系,而人和多数大动物还缺乏完善的精原干细胞体外培养体系。     

鸡精原干细胞分离培养初步研究

[目的]建立禽类精原干细胞(SSCs)体外培养系统。[方法]以25日龄广西土鸡为试材,通过睾丸石蜡切片和HE染色,了解SSCs发育情况,用两步酶消化法分离获得生精上皮细胞,比较不同温度、接种密度对鸡SSCs体外培养的影响,并对SSCs的集落进行染色鉴定。[结果]结果显表明,25日龄时SSCs已经形成,但还未分化。37℃适宜作为鸡SSCs的培养温度,5×105个/ml适宜作为鸡SSCs原代混合培养的接种密度。经碱性磷酸酶和糖原染色鉴定,体外培养的鸡SSCs仍保持未分化的特性。[结论]该研究为禽类SSCs体外培养的基础资料提供参考。     

猪精原干细胞体外培养条件的优化

以出生后1～5 d的长白公猪为主要研究对象,采用两步酶消化法获取睾丸细胞悬液,用Percoll不连续密度梯度法对猪精原干细胞(PSSCs)进行纯化,以碱性磷酸酶(AP)染色鉴定;利用MTT法检测2种细胞因子——胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)和白血病抑制因子(LIF)对PSSCs发育的影响.结果表明:用Percoll不连续密度梯度法获得的PSSCs占睾丸总细胞数的(8.19±0.83)%,AP染色的阳性率为(87.47±2.90)%,表明该方法可有效获取PSSCs;MTT法检测表明,20 ng.mL-1 GDNF+1 000 U.mL-1 LIF的组合添加对PSSCs体外增殖的效果最好.     

白消安处理消融猪内源精原干细胞的效果及外源精原干细胞移植

目的 研究猪睾丸组织注射白消安消融猪内源精原干细胞(Spermatogonial stem cell,SSC)的效果,以及猪SSC同种异体移植后对内源性SSC消融受体生殖能力恢复的影响。方法 采用3 mg/kg剂量的白消安对9头6周龄大白公猪进行睾丸注射,另外3头注射2 mL 二甲基亚砜作为对照。3周后,对试验组公猪以相同剂量进行第2次睾丸注射。第2次注射3周后,采集试验组和对照组公猪睾丸进行相关检测,评估内源性SSC消融情况。第2次白消安注射1个月后,以两步酶消化法处理5~7日龄大白仔猪睾丸分离得到睾丸单细胞悬液,并用明胶差速贴壁法进行纯化,纯化后以免疫荧光和流式细胞术分析SSC的纯度。异体移植SSC 4个月后,用微卫星标记检测受体公猪精液以及睾丸组织中供体来源SSC的存在。结果 以3 mg/kg剂量的白消安处理大白公猪2次后,睾丸组织苏木精−伊红染色以及免疫组织化学染色结果显示,试验组睾丸曲细精管中各级生精细胞消融但其支持细胞结构完好,可以支持外源性SSC的定植及发育。免疫荧光以及流式细胞术结果表明,分离得到的睾丸单细胞悬液经纯化后UCHL-1阳性细胞占比由差速贴壁前的16.3%提高到了50.8%。苏木精−伊红染色以及免疫组织化学染色结果显示,猪SSC移植4个月后,移植组睾丸组织生精细胞恢复,在受体睾丸曲细精管基底膜上可检测到UCHL-1阳性SSC。受体睾丸组织的微卫星标记分析显示了供体SSC的存在,表明移植进入受体睾丸中的供体SSC可以在受体睾丸中定植存活超过4个月;精液微卫星标记未检测到供体来源的精子。结论 以3 mg/kg剂量的白消安注射公猪睾丸能有效消融内源性SSC,可以用来制备SSC移植的受体猪。两步酶消化及明胶差速贴壁法可成功分离纯化猪SSC。猪SSC经同种异体移植后可以在受体睾丸中定植存活超过4个月。     

利用精原干细胞建立转基因动物的研究进展

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是雄性哺乳动物体内的一种成体干细胞,在睾丸微环境中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。精原干细胞在建立转基因动物中具有重要的应用价值,现已成为转基因研究领域的热点之一。介绍了精原干细胞的来源、形成、类型及分化,同时对其在转基因动物研究中的应用做一综述。     

翘嘴红鲌精原干细胞的分离培养及鉴定

通过制作、观察翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)各生长阶段的精巢切片,确定翘嘴红鲌精原干细胞最佳分离时间。采用两步酶消化法分离其精原干细胞,并进行体外初步培养研究,最后通过碱性磷酸酶染色、干细胞标志基因Oct-4 RT-PCR扩增进行鉴定。结果显示:7月龄翘嘴红鲌精巢为分离精原干细胞的最佳时期,所分离的精原干细胞符合干细胞的形态、增殖及表达特征,且细胞碱性磷酸酶染色呈阳性,支持细胞碱性磷酸酶染色呈阴性,Oct-4基因表达呈阳性。     

精原干细胞体外培养体系的建立

精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是雄性哺乳动物精子发生及具有生育能力的保障。精原干细胞的体外培养不仅为精子发生的研究提供材料,还有助于开发新的家畜保种方法和动物遗传修饰。为了探索猪精原干细胞体外培养体系的建立方法,本研究采用胶原酶Ⅳ-胰酶两步酶法对3~7日龄大白仔猪睾丸进行消化得到单细胞悬液,利用不同时间程序的差速贴壁对精原干细胞进行纯化,选择大白仔猪睾丸支持细胞作为饲养层,添加不同细胞因子研究精原干细胞的增殖情况以期得到最佳的培养体系。结果显示,通过差速贴壁得到的UCHL-1阳性生殖细胞比例最高为18.59%±0.94%;不同细胞因子组合添加试验发现精原干细胞添加20 ng·mL^-1 GDNF、10 ng·mL^-1 IGF和20 ng·mL^-1 bFGF的增殖效果最佳;以支持细胞作为饲养层、在DMEM/F12中添加1%FBS以及上述细胞因子组合对精原干细胞进行培养15 d后可见大量的精原干细胞集落,通过免疫荧光、AKP染色、荧光定量PCR等试验证明精原干细胞进行了大量增殖。本研究初步建立了猪精原干细胞的体外培养体系,可通过体外培养大量增殖精原干细胞,为后续精原干细胞的研究奠定基础。     

Production of Transgenic Animals Using Spermatogonial Stem Cells

Spermatogonial stem cells (SSCs) are a type of adult stem cell found in male mammals. These cells have the capacity for self renewal and are capable of differentiating in the niche of testis. They are also the only adult stem cells in a normal postnatal body that undergo self-renewal throughout life, transferring genetic information to the offspring. Since a technique for transplanting SSCs was first described by Brinster and his colleagues in 1994, more and more researchers have become interested in exploring the possibility of utilizing adult SSCs to generate transgenic animals. In this minireview, we attempt to summarize the current research progress in the area of spermatogonial stem cells including the source, types and differentiation of the SSCs, and the application on transgenic animals, with a particular focus on the strategy of SSCs delivery including seminiferous tubule injection and spermatogonial stem cell transplantation.     

小鼠精原干细胞分离培养条件的优化

采用两步酶消化法获得5～7日龄昆明小鼠睾丸组织的单细胞悬液,比较差速贴壁法和Percoll不连续密度梯度法对精原干细胞(Spermatogonial stem cells,SSCs)的纯化效果,并利用MTT法检测不同生长因子及添加浓度对SSCs体外增殖的影响.结果表明5日龄小鼠和7日龄小鼠的睾丸细胞总数存在较大差异(P<0.05),但SSCs数目无显著差异(P>0.05);与Percoll不连续密度梯度法相比,差速贴壁法获得了较高的SSCs数量和纯化率,其纯化率平均85.06%;MTT法检测结果表明LIF因子的添加对SSCs的增殖具有促进作用,20 ng/mL GDNF+20 ng/mLbFGF+103 U/mL LIF的组合添加是昆明小鼠SSCs的体外培养增殖的最佳组合.     

CDH1, a Novel Surface Marker of Spermatogonial Stem Cells in Sheep Testis

Spermatogonial stem cells（SSCs） are unique stem cells in adult body that can transmit genetic information to the next generation. They have self-renewal potential and can continuously support spermatogenesis throughout life of a male animal. However, the SSC population is extremely small, isolation and purification of the SSCs is challenging, especially for livestock animals. It has been confirmed that CDH1（cadherin-1, also known as E-cadherin） can be expressed in undifferentiated SSCs of mouse and rats, but it has not been verified in sheep. Here, CDH1 was found as a novel surface marker for sheep SSCs. In this paper, sheep antiCDH1 polyclonal antibodies were prepared and its activity was checked. Using the obtained antibodies and immunohistochemistry analysis, we confirmed that CDH1 can be expressed by SSCs in sheep testis.     

精原干细胞更新分化的影响因素*

 精原干细胞可以体外培养、冷冻保存、遗传操作及移植，因而在医学、生物学及动物科学方面均有广泛应用前景。根据现有资料阐述一些因素，包括c-Kit受体及其配体SCF、白血病抑制因子（LIF）、维生素A（V_A）、表皮生长因子（EGF）、胶质细胞源神经营养因子（GDNF）、激素和温度，对精原干细胞更新分化的影响。     

温度及BRL饲细胞对体外小鼠精原干细胞的影响

 将6 日龄小鼠生精上皮单细胞分别接种于BRL和STO饲养层上,于32 ℃或37 ℃培养,研究其对精原干细胞的影响。结果:在培养的第1周内,2个及4个相连的精原细胞合胞体明显增多。培养１周后,多数精原细胞经短暂的存活及分裂活动后退化消失,培养体系中仅保留下少量单个及由细胞间桥相连的双个及4个成串或成团的A型精原细胞。这些细胞在随后的培养过程中,不表现明显的分裂活动,呈碱性磷酸酶阳性反应。根据精原干细胞生物学特性,它们极有可能就是精原干细胞及其子代细胞。不同条件培养体系中的精原干细胞的生物学行为无明显不同,培养60 d时均仅有少量精原干细胞存活。结论: BRL细胞能用作饲养层促进精原干细胞存活,但对其更新性增殖没有明显作用;32～37 ℃对精原干细胞的生物学行为无明显影响,均可用于培养精原干细胞。     

Isolation, Purification and Cryopreservation of Cells from Neonatal Bovine Testis

The development and application of spermatogonial stem cell technology have an important significance in animal cloning, preservation of endangered species and spermatogenesis research. In this study, the seminiferous epithlium cells were isolated and purified, the cells were cryopreserved after identification, and the effects of different purification and cyopreservation methods on bovine testicular cells were studied. The results showed that there were spermatogonial stem cells and sertoli cells in the neonatal bovine seminiferous tubules, differential adherent selection methods could effectively separate these two cell types. Spermatogonial stem cells were positive after AKP, C-kit, and OCT-4 identification; sertoli cells were positive after oil red O and vimentin identification. Frozen stock solution supplemented with 10% DMSO had the best effect in spermatogonial stem cell cryopreservation, while frozen stock solution supplemented with 10% of ethylene glycol and 0.1 mmol·L-1 trehalose had the best effect in sertoli cells cryopreservation.     

牛乳腺干细胞核移植

近些年来,体细胞核移植虽然取得了很大的进步,但核移植效率仍然很低,而供核细胞的选择对于核移植效率起着关键的作用.本研究针对牛乳腺干细胞(mammary stem cells,MSCs)和牛乳腺上皮细胞(mammary epithelial cells,MECs)作为核移植的供核细胞,比较了重构胚发育率和核移植胚胎干细胞分离率的差异,发现来源于MSCs的重构胚的卵裂率为69%(331/479),囊胚发育率为27%(130/479);来源于MECs的卵裂率为71%,囊胚发育率为17%(84/495).囊胚发育率差异显著(p＜0.05).试验从176个核移植重构囊胚分离培养胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells),发现来源于MSCs的重构胚的NTES贴壁率为44%(39/88),来源于MECs的NTES贴壁率为28%(25/88),NTEs的贴壁率差异显著(p＜0.05).以上数据表明,来源于MSCs的重构胚具有较高的发育潜能.