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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

秋水仙素离体诱导金线莲多倍体的研究

染色体加倍的试验结果表明,金线莲在秋水仙素浓度为300 mg/L(含有2%DMSO)时,茎节相对于顶芽受到更明显的抑制作用。随着处理时间的延长,秋水仙素对外植体的毒害作用加强,表现为外植体死亡率增多。300 mg/L的秋水仙素处理3～19 d均可导致材料的染色体加倍,处理13 d时,细胞染色体完全加倍率达到最大,为72.7%;细胞学鉴别结果显示金线莲的染色体数40条,加倍后的植株染色体数80条。四倍体的气孔大小明显比二倍体的大,二倍体和混倍体的气孔大小差异不显著。     

GDNF和LIF对小鼠精原干细胞体外增殖的影响

【目的】探讨胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）和白血病抑制因子（LIF）对小鼠精原干细胞（SSCs）体外增殖的影响,为后续SSCs的诱导分化、转基因动物生产、基因治疗等研究奠定基础。【方法】收集6～8日龄小鼠睾丸,采用机械法和2步酶消化法获得细胞悬液。通过多次差异贴壁法分离纯化SSCs和支持细胞,采用碱性磷酸酶（AP）染色和RTPCR检测Ngn3和Oct4基因2种方法对SSCs进行鉴定。采用单独添加GDNF（添加量为0,10,20,40 ng/mL）或LIF（添加量为0,500,1 000,1 500 U/mL）的无血清DMEM/F12培养基培养SSCs,于培养第3,5,7天取样,同时用添加GDNF和LIF（各因子单独添加量两两组合）的无血清DMEM/F12培养基培养SSCs,于培养第3,4,5天取样,采用甲基噻唑基四唑（MTT）法检测GDNF、LIF对SSCs体外增殖的单因子效应和配伍效应。【结果】与对照组相比,不论培养时间如何,单独添加20和40 ng/mL的GDNF可以显著促进SSCs增殖(P＜0.05),而单独添加不同量LIF对SSCs增殖的影响不显著(P＞0.05);同时添加20 ng/mL GDNF和1 000 U/mL LIF可以显著促进SSCs的增殖,在该条件下当精原干细胞接种密度为(6×10⁴)～(10×10⁴) mL^-1,共培养5 d时,其OD₄₉₀值为0.696。【结论】DMEM/F12培养基中单独添加20 ng/mL GDNF或同时添加20 ng/mL GDNF 和 1 000 U/mL LIF可以显著促进小鼠SSCs的体外增殖。     

Preparation,cryopreservation and in vitro culture of spermatogonial stem cells of new born calves

The experiment was designed to study the preparation, cryopreservation and culture of calf spermatogonial stem cells in order to provide some data for theoretical research and practical use of calf spermatogonial stem cells. As for enzymolysis of testis tissue, two digestive method A and B. The cryopreservation cooling procedure was that spermatogonial stem cells was equilibrated at 4℃ for lh, at -20℃ for lh, at -40℃ for 2h, at -80℃ overnight and then stored in liquid nitrogen. The different concentration of three eryoprotectants were compared. The results indicated that both method A and method B achieved the same high motility rates of cells with method B needing time longer, calf spermatogonial stem cells could be well cryopreserved by the stage cooling procedure. Satisfactory cryopreservative results were gotten by adding 10% DMSO or 10% EG to cryopreservative medium, the former was better and adding sucrose could improved cryopreservative effect. The culture behaviors of spermatogonial stem cells kept the same before and after cryopreservation. It was concluded that an effective method was verified for preparation, cryopreservation and culture of new calf spermatogonial stem cells.     

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.     

白消安注射法建立昆明小鼠精原干细胞移植受体模型

【目的】通过对6周龄昆明小鼠腹腔内单次注射不同剂量的白消安来制作精原干细胞移植受体模型。【方法】将104只昆明小鼠随机分成4组,分别注射0(对照组,注射等量的白消安溶解液二甲基亚砜(DMSO)),10,20和30mg/kg白消安,于注射白消安后5,7,9,11和13周记录小鼠的死亡数、小鼠睾丸外观体积、小鼠睾丸质量和小鼠体质量,计算睾丸指数;通过组织学观察注射不同剂量白消安后小鼠曲细精管精子的恢复情况,并检测受体小鼠血液中红细胞和白细胞数量的变化。【结果】注射0(对照组),10,20和30mg/kg白消安13周后,小鼠死亡率分别为0(0/22),11.54%(3/26),17.86%(5/28)和89.29%(25/28)。10mg/kg白消安组小鼠的睾丸指数在注射后5,7和9周显著小于对照组(P0.05),而在注射后11和13周,与对照组差异不显著(P0.05);在注射后不同时间,对照组和10mg/kg白消安组的睾丸指数均显著高于20mg/kg白消安组(P0.05)。在注射白消安5,7,9,11和13周后,对照组曲细精管上皮无变化;10和20mg/kg白消安组有完整精子发生的曲细精管占总曲细精管的百分比分别为(49.56±8.23)%,(66.61±6.13)%,(80.24±10.42)%,(93.87±3.23)%,(92.49±4.58)%;(8.73±9.22)%,(9.89±6.39)%,(29.21±12.31)%,(49.64±3.59)%和(81.99±4.98)%。受体小鼠红细胞和白细胞数量均随着处理时间及白消安处理剂量的变化而变化。【结论】腹腔内注射20mg/kg白消安小鼠的死亡率、睾丸指数均较低,中空的曲细精管数量多,且恢复较慢,适于做精原干细胞移植的受体,合适的移植时间是白消安处理后5~7周。     

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。     

兔类胚胎干细胞的体外培养

为了确立兔类胚胎干细胞(ESCs-like)体外培养方法,研究探讨了兔囊胚形成环境与饲养层细胞对内细胞团(ICM)增殖、ICM原代集落形成以及集落碱性磷酸酶(AKP)阳性率的影响,并在MEF和REF饲养层上进行了兔ESCs-like的体外培养。结果显示,去除透明带桑葚胚在体外具有较高的囊胚发育率和囊胚贴壁率(P<0.05),体外发育囊胚ICM原代集落的AKP阳性率却显著低于体内发育囊胚(P<0.05);与MEF饲养层相比,REF饲养层上ICM原代集落的形成率显著偏低(P>0.05),但原代集落的AKP阳性率却显著高于其余各组(P<0.05);MEF饲养层与REF饲养层均支持兔ESCs-like的传代培养,但F3代后MEF组中ESCs-like的集落形成率显著高于REF组(P<0.05)。