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Sci Rep:c-Kit阳性细胞在新生睾丸皮下重构过程中的作用

摘要 : 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所李劲松研究组,利用在具有免疫缺陷的小鼠皮下重构小鼠睾丸组织,从中获得功能性的球形精子这一系统,详细阐明新生睾丸中c-Kit阳性细胞在睾丸皮下重构过程中的作用。这项研究成果显示,睾丸重构体系能够用于研究不同睾丸细胞在睾丸发育中的作用,将助于人们更深入了解睾丸发育和雄性配子的发生过程,为最终解决雄性不育问题提供新思路。相关文章发表于2014年8月4日的《Scientific Reports》杂志上。
Sci Rep:c-Kit阳性细胞在新生睾丸皮下重构过程中的作用

a) 睾丸重构的模式图。将新生睾丸中特定细胞通过流式分选去掉,混合携带绿色荧光蛋白的该类细胞后进行皮下重构,可以研究这类细胞在睾丸重构中的作用。

b) 系统分析c-Kit 阳性细胞在睾丸重构中的作用,发现c-kit+:CD140a+:F4/80+对睾丸重构起到决定性作用。

现代社会,男性不育问题日趋严重。而了解睾丸的发育,研究精子发生的过程则有助于人类最终解决这一问题。然而,目前缺乏一个成熟的体外生成精子系统,这大大阻碍了科学家们对精子发生的研究。李劲松研究组的科研人员张满等人发现,新生的小鼠睾丸细胞可以在免疫缺陷的小鼠皮下自发形成类睾丸组织,这种组织不仅具有完整的曲精管结构,而且曲精管中含有大量的生殖细胞,从这种组织中分选出的单倍体配子细胞注射到卵母细胞中后能够获得健康小鼠。

利用这一系统,研究人员通过结合流式细胞分选技术进一步分析了新生小鼠睾丸中c-Kit阳性细胞不同组分在睾丸重构中的作用。最后发现,小鼠睾丸中很少一部分的c-Kit阳性细胞(c-kit+:CD140a+:F4/80+,占新生睾丸细胞的0.35%),即睾丸巨噬细胞,对睾丸皮下重构起了决定性的作用。如果缺失这部分细胞,睾丸重构不能发生。与此同时,研究结果还显示,这些巨噬细胞在睾丸重构过程中逐渐减少并被受体免疫缺陷小鼠的巨噬细胞的前体细胞所取代。

李劲松研究组的科研人员张满为本文的第一作者。参与该研究的合作单位和人员包括中科院健康所时玉舫研究组、中科院上海生科院生化与细胞所王红艳研究组、中科院上海生命科学信息中心李党生研究员、上海科技大学生命科学与技术学院等,工作得到了国家科技部、国家基金委、中国科学院(干细胞先导专项)以及上海市科委经费的支持。

原文摘要:

The Roles of Testicular C-kit Positive Cells in De novo Morphogenesis of Testis

Man Zhang, Hai Zhou, Chunxing Zheng, Jun Xiao, Erwei Zuo, Wujuan Liu, Da Xie, Yufang Shi, Chunlian Wu, Hongyan Wang, Dangsheng Li & Jinsong Li

C-kit positive (c-kit+) cells are usual tissue-specific stem cells. However, in postnatal testis, undifferentiated spermatogonial stem cells (SSCs) are c-kit negative (c-kit−) and activation of c-kit represents the start of SSC differentiation, leaving an intriguing question whether other c-kit+ cells exist and participate in the postnatal development of testis. To this end, a feasible system for testicular reconstitution, in which a specific type of cells can be manipulated, is needed. Here, we first establish de novo morphogenesis of testis by subcutaneous injection of testicular cells from neonatal testes into the backs of nude mice. We observe testicular tissue formation and spermatogenesis from all injected sites. importantly, functional spermatids can be isolated from these testicular tissues. Using this system, we systemically analyze the roles of c-kit+ cells in testicular reconstitution and identify a small population of cells (c-kit+:CD140a+:F4/80+), which express typical markers of macrophages, are critical for de novo morphogenesis of testis. Interestingly, we demonstrate that these cells are gradually replaced by peripheral blood cells of recipient mice during the morphogenesis of testis. Thus, we develop a system, which may mimic the complete developmental process of postnatal testis, for investigating the testicular development and spermatogenesis.

来源: 中科院 浏览次数:103

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