生殖细胞再生是干细胞工程及生殖生物学研究的热点,本项目组前期研究发现脐带基质干细胞(UCMSCs)具有衍生女性生殖细胞的潜能,但尚未能获得功能性配子,推测可能与缺乏体内微环境或其他细胞因子等有关,结合类器官三维培养体系可更好的模拟体内微环境的研究报道,我们拟建立一个来自小鼠胚胎的"分散-重聚"卵巢类器官三维培养体系,将胚胎卵巢分散成单细胞,与UCMSCs细胞进行三维重聚培养,以期诱导卵母细胞生成。进而通过扫描电镜、免疫荧光、RT-PCR等方法观察重聚体内细胞结构和胞间连接,UCMSCs的生长发育,重建细胞基因重排、减数分裂等过程,探讨该模型在UCMSCs向生殖细胞分化中的作用及可能机制,为生殖细胞的再生研究提供基础。
umbilical cord matrix stem cells;primordial germ cells;ovarian organotypic model;disperse-reaggregated;induced cellular differentiation
本课题采用流式细胞仪、基因转染、激光共聚焦、免疫组化以及分子生物学等研究方法,对鼠原始生殖细胞和人脐带基质干细胞进行分散-重聚形成卵巢类器官体进行体外培养,和裸鼠体内移植研究,研究发现1)将12.5dpc胎鼠性腺生殖细胞分散后与RFP HUCMSCs以3:1比例重聚成团,并进行培养,摸索卵巢类器官体模型,发现体外成团生长时间10h-2h最佳,并初步建立了胚胎卵巢分散-重聚共培养的卵巢类器官培养模型;2)设计建立了STO成纤维细胞饲养层、无血清培养基、去血清替代物(KO-SR)、Forskin、rhLIF、rhFGF、RA以及具生物活性的三维基质(Matrigel基质)以及Millipore细胞扩散小室等组成的卵巢类器官体细胞培养系统。共聚体经培养后进行SCP3、Stra8、DMC1等检测,证实可进入减数分裂过程,周边可见少许类似原始卵细胞样细胞生长。3)HuMSCs与原始生殖细胞共培养,结果显示OCT4、Stra8、VASA、SCP3及ZP3基因在PGCs表达明显,而在诱导分化后的HuMSC有少量表达。上述结果显示我们的卵巢类器官培养模型和培养条件已基本建立,原始生殖细胞生长环境对HuMSC有一定诱导向生殖细胞分化的作用。