从全能干细胞到专能干细胞,由于它们在再生医学中的巨大应用前景,引发了世界范围内干细胞研究与应用热潮,使之成为生命科学的重要前沿领域,但目前尚没有获得治疗用干细胞来源的理想途径。本项目首次提出从精液或睾丸中分离精原细胞,经过不同类型饲养层、不同细胞因子组合和不同培养添加物培养,观察和分析精原细胞基因表达和细胞生长特性的变化,特别是向全能干细胞转化的改变,以此探讨建立从精原细胞向全能干细胞转化的可能性。精原细胞可能是人体细胞中唯一没有"分化时间标记"的细胞,且是最具全能潜力的成体细胞,因而最有可能通过直接培养转化形成全能干细胞。由此建立的获得全能干细胞的新途径,申请者认为是解决治疗用干细胞来源的理想途径,必将推动干细胞治疗在再生医学中的普遍应用。此外,本项目还将为研究生精细胞发生和精子发生的分子基础提供技术平台。
精原干细胞是哺乳动物体内能将自身遗传信息传递给子代的唯一一种干细胞,也是体内唯一一种具有与胚胎干细胞类似的成体多能干细胞。然而,人类精原干细胞的体外建系却鲜有进展,严重阻碍了对人类生精过程及精原干细胞多能性的研究。本项目首先成功地对新生小鼠精原干细胞进行了长期的体外扩增。在此基础上,我们分离了人胚胎睾丸以及成年睾丸中的精原干细胞,结合多种细胞因子,不同饲养层交叉组合的培养体系对其进行体外扩增。我们发现干细胞因子(SCF)能促进胚胎源性精原干细胞克隆形成,而成年睾丸来源的精原干细胞的生长则需要碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和白血病抑制因子(LIF)的联合作用。经过培养的人精原干细胞克隆具有与胚胎干细胞极为相似的特性,包括多能性标记物和基因表达。但是,目前培养体系并不能使人精原干细胞进行长期体外扩增,提示目前的培养体系还需要进一步改进。本项目为体外培养人精原干细胞建立了初步有效的平台,并提示精原干细胞可能成为替代胚胎干细胞的多能干细胞来源。目前,我们仍在积极优化体外培养体系,延长精原干细胞克隆的体外存活时间并进行体外建系,望予以继续支持。