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生殖干细胞能产生单倍体的配子,精子和卵母细胞,进而将遗传物质一代代的传递下去。生殖干细胞主要包括雄性生殖干细胞(精原干细胞)和雌性生殖干细胞(卵原干细胞)。精原干细胞(spermatogonial stem cells, SSC)是成体干细胞中的一种, 是一群位于生精上皮基底部的细胞, 具有高度自我更新能力和多向分化潜能, 它能向子代传递遗传信息, 是男性成体内唯一可复制的双倍体的永生细胞。精原干细胞存在两种可能的分化机制, 通过有丝分裂产生新的干细胞和子代细胞, 其子代细胞经过一系列分化阶段(在不同的哺乳动物分化的阶段有差异) 最终形成成熟的精子。因此精原干细胞的存在使精子发生的过程可以持续于整个男性生命的一生, 其通过有序而又严格调控的细胞增殖和分化步骤而产生大量的精子。目前认为这一过程大致分为3个阶段:精原干细胞的增殖和分化(精原干细胞通过有丝分裂形成了大量的生精细胞) , 精母细胞的减数分裂(包括染色体配对和遗传重组, 形成单倍体细胞),精子形成。有学者提出, 理论上, 哺乳类动物1个精原干细胞经过这3 个阶段的分化后, 最终可形成4 096个精子, 但实际上有75%-90% 的细胞在这一过程中由于凋亡而消失。

目前, 有关精原干细胞的移植的研究较多,并取得了一些重要的研究成果:精原干细胞移植的技术基本可归纳为以下步骤:精原干细胞的分离和尽可能的富集对富集的包含精原干细胞的细胞进行保存 受体动物模型的制备, 可利用隐睾症的动物模型、局部放射线照射后的动物模型、白消安处理的小鼠模型等;④将保存的细胞通过显微注射技术移植到受体睾丸的生精小管中, 目前有两种移植方法, 即直接穿过睾丸被膜注入睾丸网和通过成束的输出小管将睾丸细胞混和物注入睾丸网, 后一种方法更为常用。

精原干细胞移植在治疗男性不育过程中有很好的应用前景: 青春期或青春期前的男孩和青壮年男性的常见恶性肿瘤, 包括何杰金病、睾丸癌、白血病等, 由于日益发展的诊断技术及外科手术、放疗和化疗方法的日益提高, 使这些患者的长期生存甚至治愈成为可能。但这些患者的睾丸生精功能也在治疗的过程中受到严重的损害。为此可在治疗前就收集患者的精原干细胞冷冻保存起来。成年以后才发现的双侧高位隐睾患者, 其睾丸生精功能在高温的影响下严重受损, 表现为严重的少弱精子症, 甚至无精子症, 但患者的睾丸中仍有对热不敏感的精原干细胞和支持细胞, 可利用精原干细胞技术恢复治疗对培养中的精原干细胞进行转染和选择, 使目的基因进入雄性动物生殖系统, 从而产生含目的基因的转基因精子, 并用于转基因动物的制备。该方法在理论上比目前任何一种转基因动物的制备方法都要简便、有效。可用于濒危物种的保存。

   卵原干细胞(Oogonial stem cells的研究经历了相当长的时间,直到2009年,由我国上海交通大学的吴际教通过十余年潜心研究,在成年哺乳动物的卵巢中发现了雌性生殖干细胞,可以不断分化出卵母细胞。该研究成果与2009412日,国际著名学术期刊《自然细胞生物学》(Nature Cell Biology)在线发表了这项足以撼动生殖与发育研究领域八十多年定论的研究成果。随后,美国科学家也在人类卵巢中分离到了卵原干细胞。因此,随着卵原干细胞研究的才刚刚起步,但是随着研究的不断深入,卵原干细胞的应用也将进一步受到科学家的重视,进而用于治疗各种妇产科疾病及不孕症等疾病。

 

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