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。     

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.     

湖羊精原干细胞体外培养

研究了湖羊精原干细胞(SSCs)体外培养方法,湖羊睾丸曲精细管两步酶消化法制备细胞悬液,Percoll分离后比较SSCs纯化方法、FCS以及GDNF对SSCs体外培养与集落碱性磷酸酶(AKP)染色的影响。结果显示,虽然盘化法纯化的SSCs在集落形成时间与集落数上显著低于差速贴壁法(P<0.05),但是盘化法所得集落的AKP阳性率显著高于差速贴壁法(P<0.05);添加1% FCS的培养基可显著降低集落形成的时间,增加集落的数目与AKP阳性率(P<0.05),但集落形成时间与AKP阳性率在5%与1% FCS之间无显著变化(P>0.05);20 ng/mL GDNF处理组内集落数与AKP阳性率显著高于10 ng/mL GDNF(P<0.05),但集落形成时间与AKP阳性率与30～40 ng/mL GDNF的处理组无显著差别(P>0.05)。     

猪精原干细胞超微结构观察与体外冻存条件的优化研究

【目的】检测猪精原干细胞(PSSCs)在分化过程中其内部超微结构及细胞器的变化情况,并且找到适宜PSSCs的冷冻保存条件,为长期保存PSSCs和研究PSSCs的分化机制提供科学依据.【方法】采用两步酶消化法和Percoll不连续密度梯度法获取PSSCs,利用透射电子显微镜(TEM)对PSSCs在体外不同培养时间的超微结构变化进行观测,并且利用台盼蓝染色法和碱性磷酸酶(AP)染色法比较不同浓度的甘油和二甲基亚砜(DMSO)保存液对PSSCs冻存效果的影响.【结果和结论】未分化的PSSCs细胞膜完整平滑,细胞器正常,胞质均匀,无伪足出现,细胞核清晰.而开始分化的PSSCs出现伪足,线粒体数量大幅增加.冻存7 d后,解冻结果表明,PSSCs以V(DMSO)∶V(DMEM/F12)∶V(FBS)∶V(100×双抗)=10∶69∶20∶1为宜.     

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。     

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.     

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。     

精原干细胞的体外增殖与分化

最近,由于干细胞研究普遍取得的令人鼓舞的进展以及干细胞分离、培养、移植等新技术方法的出现和发展,出生后雄性个体的生殖系干细胞———精原干细胞(spermatogonialstemcell,SSC)已成为一个愈加引人瞩目的课题。SSC位于睾丸曲细精管基膜上,既具有自增殖(self-renewal)潜能和定向分化潜能,又是自然状态下出生后个体内在整个生命期间能够进行自增殖并能将基因传递至子代的惟一成体干细胞。了解干细胞增殖与分化的调节机制,获得足够数量的种子细胞一直是所有干细胞研究共同面临的迫切问题之一。近年来,借助于SSCs移植技术这一功能性检测方法,国内外学者就SSCs体外培养的条件进行了深入探讨,取得了可喜进展。结合自己的前期工作,参考相关最新进展,就影响哺乳类SSCs体外存活、增殖、分化的因素及未来需要解决的问题进行了评述。     

精原干细胞的体外增殖与分化

最近，由于干细胞研究普遍取得的令人鼓舞的进展以及干细胞分离、培养、移植等新技术方法的出现和发展，出生后雄性个体的生殖系干细胞——精原干细胞(spermatogonial stem cell, SSC)已成为一个愈加引人瞩目的课题。SSC位于睾丸曲细精管基膜上，既具有自增殖(self-renewal)潜能和定向分化潜能，又是自然状态下出生后个体内在整个生命期间能够进行自增殖并能将基因传递至子代的惟一成体干细胞。了解干细胞增殖与分化的调节机制，获得足够数量的种子细胞一直是所有干细胞研究共同面临的迫切问题之一。近年来，借助于SSCs移植技术这一功能性检测方法，国内外学者就SSCs体外培养的条件进行了深入探讨，取得了可喜进展。结合自己的前期工作，参考相关最新进展，就影响哺乳类SSCs体外存活、增殖、分化的因素及未来需要解决的问题进行了评述。     

猪胚胎体外培养体系优化对胚胎干细胞建系的影响

为提高体外胚胎发育质量和体外胚胎建立胚胎干细胞系效率,研究以N2B27为基础的干细胞培养体系对猪孤雌胚胎体外发育和后续建立胚胎干细胞系的影响。设立3个试验组:PZM-3组,孤雌激活的胚胎全程PZM-3培养体系中培养; N2B27组,孤雌激活的胚胎全程N2B27培养体系中培养; PZM-3-N2B27组,孤雌胚胎在PZM-3培养体系中培养至桑葚胚后更换为N2B27培养体系。结果表明,N2B27组无法获得囊胚,但PZM-3-N2B27组胚胎可正常发育至囊胚,囊胚率未显著提高,但囊胚细胞总数显著提高(P<0.05)。PZM-3-N2B27组获得孤雌囊胚用于建立猪胚胎干细胞系,显著提高原代克隆形成率(P<0.05),获得猪胚胎干细胞系呈碱性磷酸酶阳性,表达Oct4、Sox2和Nanog等多能性基因。结果表明,采用PZM-3和N2B27培养体系结合获得的猪孤雌囊胚利于猪胚胎干细胞系建立。研究为进一步优化猪胚胎体外培养体系,获得初始态胚胎干细胞系提供参考。     

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。     

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.     

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。     

牛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,系统评述了牛SSCs的生物学特性、分离纯化、冷冻保存、体外培养、永生细胞系的建立及移植等方面的现状及问题。     

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。     

转EGFP基因猪胎儿神经干细胞的体外分化

 【目的】获得转EGFP基因神经干细胞并监测其自我更新、增殖和多向分化潜能;通过用EGFP对神经干细胞进行标记和体外追踪实验,为EGFP作为示踪标记对神经干细胞进行体内移植研究奠定基础。【方法】利用神经干细胞培养技术体系,从胎龄30 d猪胎儿脑组织中分离培养神经干细胞,通过脂质体介导转染技术,将EGFP基因导入神经干细胞,诱导转基因神经干细胞贴壁分化,观察其体外增殖、分化特点。采用RT-PCR技术检测干细胞和分化细胞表面标志或相关基因。【结果】成功分离培养出神经干细胞,获得转EGFP基因神经干细胞,神经干细胞在表达EGFP的同时仍具有多向分化潜能。神经干细胞中Nestin表达强阳性,NogoA、DCX、CyclinD2、CD133、Hes1、Oct4、CD-90、Nanog和Sox2表达阳性;体外诱导的神经干细胞可以分化为星形胶质细胞(表达GFAP)、少突胶质细胞(表达GalC)和神经元细胞(表达NF、NSE和MAP2);能分化为脂肪细胞(表达LPL和PPARγ-D)、成骨细胞(表达Osteonectin和Osteocalcin)、肌细胞(表达myf-5、myf-6和myoD)、内皮细胞(表达CD31、CD34、CD144和eNOS)和软骨细胞(表达COL2A1)。【结论】从猪胎儿大脑组织分离神经干细胞具有可行性和有效性,转EGFP基因神经干细胞具有自我更新、增殖和多向分化潜能,可以用EGFP对神经干细胞进行标记、追踪,作为示踪标记进行神经干细胞体内移植研究。     

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.     

Effects of EGF or bFGF on the development of porcine parthenogenetic embryos in vitro

Epidermal growth factor (EGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF) were added into the culture medium in different culturing stages. The effects of EGF or bFGF on the development of porcine parthenogenetic embryos were studied in vitro. The results were as follows: The addition of EGF significantly enhanced the cleavage rate of porcine parthenogenetic embryos (P < 0.05). The addition of EGF or bFGF also significantly enhanced the rate of blastocysts formation of 2–4-cell porcine parthenogenetic embryos (P < 0.05). Additionally, the group of bFGF had more numbers of blastocysts and higher rates of blastocysts formation than the groups of EGF and the control. In conclusion, EGF and bFGF were found propitious to the development of porcine parthenogenetic embryos in vitro, and bFGF increased the quality of blastocysts by increasing the total cell number in porcine parthenogenetic embryos. __________ Translated from Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2007, 38(1): 36–39 [译自: 畜牧兽医学报]