睾丸支持细胞的生物学特性及研究进展
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小鼠睾丸支持细胞分离培养一、材料和器械:1、材料:小白鼠(18~ 20 日龄)1只2、配液:PBS 1L,高压灭菌细胞洗液:DMEM+双抗消化液:0 25% ( 质量分数) 胰蛋白酶,0 1%( 质量分数) 胶原酶细胞培养液:DMEM+10%FBS+双抗3、器械:镊子、手术剪、手术刀各3-4把,高压灭菌500mL烧杯2个,高压灭菌25 mL离心管、5 mL离心管各20个,高压灭菌酒精棉一瓶细胞培养皿若干冰块若干二、操作步骤:1、处死小鼠颈椎脱臼法处死;2、消毒置于含75% ( 体积分数) 乙醇平皿中浸泡2 min, 然后置于超净台上;3、取睾丸用中剪剪开下腹部皮肤, 眼科剪从下腹部附睾部剪断精索, 取出双侧睾丸, 放入含预冷细胞洗液的培养皿中;4、取实质修剪睾丸附带的精索。
剥除睾丸被膜, 将睾丸实质剪成约1 mm 1 mm 1 mm 碎块, 静置3~ 4 min;5、消化转入25mL 离心管中。
吸出上层细胞洗液, 每只睾丸加入1 5mL 37 预温的0 25% ( 质量分数) 胰蛋白酶,37 高速振荡消化15~ 20min, 直到残存的间质消化成粘液状, 可见成片断的曲细精管;6、终止消化加入入少许血清终止消化,;7、离心1000 r/ min离心5 min, 倾去上层胰酶。
加入DMEM/ F12 培养基重悬, 1000r/min 离心5min。
倾去上层培养液;8、再消化每只睾丸加入1 mL 37 预温的0 1%( 质量分数) 胶原酶, 37 低速缓慢振荡消化20~ 25min;9、铜网过滤取滤液800 r/ min 离心5min, 2 次去除胶原酶, 用培养液洗涤;10、接种往离心管加入细胞培养液5ml左右,吹打均匀,接种到两个30细胞培养皿中,补加培养液到培养皿1/3~1/2,培养皿标记显微观察后放入36CO2培养箱培养。
三、换液纯化,计数结果鉴定。
精原干细胞研究进展精原干细胞是精子形成的前体细胞,具有自我增殖和多向分化潜能。
本文对精原干细胞的微环境、体外培养和冻存的研究现状进行综述。
标签:精原干细胞;微环境;体外培养中图分类号R321.2 文献标识码 B 文章编号1674-6805(2012)11-0148-02精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)是位于睾丸曲细精管生精上皮基膜上的一群成体干细胞,具有高度自我增殖和多向分化潜能。
SSCs的终生扩增性和永生性是产生雄性生殖细胞的保证。
SSCs通过有序而严格调控的细胞增殖和分化,使精子发生的过程可以持续男性的一生,产生大量的精子。
现对近年来精原干细胞在增殖和冻存方面的研究成果做简要概述。
1 精原干细胞的微环境SSCs位于生精上皮基底部,是相对数量极少的一类细胞,据估计仅占睾丸精原细胞的0.03%。
如同小肠隐窝存在很多干细胞,SSCs既包括未分化的干细胞,也包括祖细胞,这两类细胞都在成年男性体内保持生殖能力。
有证据证明,根据被研究细胞的背景,SSCs的祖细胞具有与未分化SSCs相同的功能。
研究显示,SSCs龛境的结构和分子特征首先限制龛境内的SSCs[1]。
Sertoli细胞、基膜、小管周的肌样细胞构成睾丸SSCs龛框架或龛骨架,而这些框架或骨架围绕的空间形成的微环境称为龛境。
SSCs龛境简单定义为存在SSCs的曲细精管区域,在男性的一生中起支持SSCs增殖和自我更新的作用。
与其他干细胞类似,位于龛境中的SSCs可以维持其可塑性。
一旦离开龛境,SSCs 就会失去自我更新的能力,并且开始发生分化,最终形成成熟精子[2]。
曲细精管中,精原细胞的增殖、自我更新和分化说明基膜室是真正的SSCs龛境的分界区域。
基底膜的分子标志为鉴定和富集SSCs提供了基础。
曲细精管及其周围的间质组织由各种不同的细胞组成,为精子发生提供各种激素、生长因子和细胞因子。
合成和分泌的上述各种因子调节龛境SSCs的自我更新和增殖,离开龛境的SSCs会发生分化。
男性生殖系统的生理男性生殖系统的生理主要包括睾丸的生理、附睾的生理及附属性腺的生理。
睾丸是精子发生的场所,附睾具有贮存和促进精子成熟和排放的功能,而附属性腺的分泌物是组成精液的主要成分,对精子获能和维持精子正常活动能力具有重要作用。
一、睾丸的生理青春期的睾丸主要有两大生理功能:精子的发生和雄性激素的合成,前者在生精小管中完成,后者由间质中的Leydig细胞合成和分泌。
生精小管中的生精上皮是精子发生的基地,生精上皮由生殖细胞和支持细胞组成。
生殖细胞包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子。
生精小管壁和支持细胞间的复合连接是血—睾屏障的主要结构,对保证精子的正常发育十分重要。
1.睾丸的发育历程睾丸的发育历程一般分为胎儿期、青春前期、青春期、老年期。
胎儿期:第6周的胎儿有原始性腺,但没有两性的差异;第7周髓质层显著发育;第8周出现间质细胞,有合成睾酮的功能,同时中肾管(即沃尔夫管)开始发育成男性副性器官——附睾、输精管、精囊等。
而向女性发育的中肾旁管(米勒管)开始退化。
胎儿的原始性腺是分化为睾丸还是卵巢,主要决定于原始生殖细胞和生殖腺嵴细胞膜上有无组织相容性Y抗原(即H-Y抗原),产生H-Y抗原的基因位于Y染色体的短臂上。
如果个体具有Y染色体,其原始性腺分化为睾丸,其间的间质细胞分泌的雄激素促使中肾管发育,而支持细胞分泌抗中肾旁管激素,抑制米勒管发育,使其退化。
青春前期:睾丸在8岁以前基本上无变化,其后生精小管管径逐渐增大,至10岁时,这种变化更为明显,青春前期的生精小管中已可见支持细胞和生殖细胞。
青春期:青春期的性成熟经历3个阶段。
第1 阶段:9~12岁,第2阶段:12~15岁,第3阶段:15~17岁。
此期睾丸的结构基本上与成人相同。
老年期:对促性腺激素不敏感,雄激素合成锐减,间质组织内胶原纤维增加。
个别90岁的老年人的睾丸组织形态学特征仍与青年人一样。
2.各级生精细胞生精细胞包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子。
睾丸睾丸的解剖和结构睾丸是两个微扁的椭圆体,表面光滑,前端游离,后面附有系膜,分别悬垂于两侧阴囊内,左侧睾丸较右侧略低。
成年人的睾丸平均长约4-5厘米,宽2.5厘米,前后直径3厘米。
重约10.5-14克。
睾丸表面有两层鞘膜,脏层鞘膜被盖睾丸表面,壁层鞘膜贴附于阴囊内侧壁。
两层之间有一腔隙,称为鞘膜腔,内含少量液体,可以减少睾丸在阴囊内移动时的阻力。
在脏层鞘膜之下,有一致密的纤维膜(即白膜)包围睾丸实质,白膜后上方(睾丸门)特别增厚,称为睾丸纵隔。
由此分出许多纤维组织伸入睾丸实质内,将睾丸分成200多个小叶,睾丸小叶由曲细精管和间质细胞所组成,每个小叶可有3-4条迂回的睾丸曲细精管。
这些曲细精管相互汇集而成一条直细精管,各小叶的直细精管再向后上侧会合而构成睾丸网,有睾丸发出10-15条睾丸输出小管,穿过白膜而进入附睾头。
睾丸的精子发生曲细精管的上皮细胞是产生精子的基地,它由多层的生殖细胞和支持细胞(赛透力氏细胞)所组成。
精子发生是指男性生殖细胞的演变,即从未分化的干细胞或精原细胞开始,经过多次有丝分裂并长大成为精母细胞,后者再行减数分裂成为精子细胞,最后形态变化形成精子。
人类的精子发生过程很有规律,并伴有细胞变化的明显次序。
从精原细胞发生成为精子的整个时期,称为生精周期,经测定人的生精周期为60天左右。
在精子发生过程中,曲细精管中各级生精细胞,根据细胞结构、大小及位置的不同,可区分出各种不同发育阶段的生精细胞,一般自基底膜向管腔按序可分为下列各级生精细胞:1、精原细胞:是指出生后处于有丝分裂期的最原始的男性生殖细胞,通常直接贴附于曲细精管基底膜上。
精原细胞分裂后,除发育为初级精母细胞外,仍有一部分处于未分化状态,即为干细胞。
2、初级精母细胞:位于精原细胞内层,细胞常见在分裂状态中。
3、次级精母细胞:初级精母细胞经减数分裂(第一次成熟分裂)后成为两个含有半数染色体的次级精母细胞。
在减数分裂中染色体结合与分配的异常都可以造成不育或畸形。
鸡的睾丸的概念鸡的睾丸是雄性鸡的生殖器官之一,它起着生产和分泌精子的重要作用。
睾丸通常位于鸡的腹腔中,靠近肾脏。
每只雄性鸡一般都有两个睾丸,它们形状呈椭圆形,大小约为榛子大小。
睾丸的结构和功能鸡的睾丸主要由两部分组成:外层的睾丸皮层和内部的睾丸脏层。
睾丸皮层主要由结缔组织和血管组成,它们保护和支持睾丸。
睾丸脏层是重要的生殖组织,主要由精原细胞和间质细胞组成。
精原细胞是精子的前体细胞,它们通过不断地分裂和分化,最终形成成熟的精子。
间质细胞则分泌睾酮等雄性激素,调节雄性特征的发育和维持。
睾丸的发育和功能受到青春期激素的调节。
在雄性鸡的青春期,睾丸开始增大并开始分泌睾酮等雄性激素。
这些激素促进精原细胞的分裂和分化,使它们逐渐发育为精子。
精子在睾丸脏层中被分泌到输精管中,随后进入雄性鸡的生殖系统中,经过附睾等结构,最终进入外界。
睾丸的重要性睾丸是雄性鸡繁殖能力的关键。
睾丸分泌的雄性激素对于雄性特征的发育和繁殖行为的调节起着至关重要的作用。
睾酮等雄性激素促进了雄性鸡的第二性征的形成,例如冠毛和羽毛的变化,以及鸣叫和求偶行为的发展。
此外,睾丸的发育和功能也与精液质量和数量直接相关。
精子的数量和质量是评估雄性鸡繁殖能力的重要指标,它们直接决定了雄性鸡的繁殖成功率。
鸡睾丸的健康问题鸡睾丸的健康状况对鸡的生殖能力和整体健康状态非常重要。
睾丸病变和损伤可能导致生殖功能障碍和精液质量下降。
鸡睾丸常见的疾病包括炎症、肿瘤、扭转和肠套叠等。
这些疾病常常会导致睾丸的结构和功能受到破坏,从而影响到鸡的繁殖能力和整体生理状态。
结语鸡的睾丸是雄性鸡生殖系统中重要的器官,它们通过分泌精子和雄性激素调节雄性特征的发育和维持。
睾丸的发育和功能对于鸡的生殖能力和整体健康状态至关重要。
了解鸡的睾丸概念以及其结构和功能对于我们更好地理解鸡的生殖生理学和繁殖行为具有重要意义。
同时,保持鸡的睾丸健康也是饲养鸡的基本要求之一。
睾丸的结构和作用每一个人生下来都是由很多部位和结构而组成的,尤其是男女之分,其组成的结构自然也就相差甚远。
今天要为大家介绍的是关于男性部位——睾丸,大家都知道男性睾丸的结构是怎样的吗?相信学过生物的朋友都应该有一个大致的了解,但是大家都还记得吗?或者都了解完全吗?睾丸的内部结构,其外面被一层坚韧的组织包裹,称为白膜,具有保护睾丸的作用。
白膜增厚并向里面延伸,将睾丸分隔成许多小室,这些小隔叫做睾丸纵隔,小室叫做睾丸小叶。
正常男子一般有200~300个小叶,小叶里面充满了睾丸实质,是产生精子的地方,称为曲细精管。
若将睾丸实质切取一小块置于显微镜下观察,可以看见曲细精管是一条条的细管子。
曲细精管也称生精小管,其内衬为生精上皮,它的外层为基底膜,里面由两种结构和功能不同的细胞组成。
一种是处于各种不同发育阶段的生精细胞,由它逐步发育成为精子。
另一种是支持细胞;由于生精细胞附着于它的上面,它起到了支持、保护生精细胞的作用,并且它还吸取体内供应到此处的营养物质(包括氧气),供给生精细胞,使之发育成精子,故此得名为支持细胞。
位于曲细精管之间的组织呈疏松状,称为间质,里面有丰富的血管、淋巴管。
间质是将人体内的营养物质供应到曲细精管处的必经之地。
除此之外,里面还有一种具有分泌雄性激素功能的细胞,叫做间质细胞。
这种细胞虽小,可是功能惊人,它所分泌的雄激素分布到全身,维持男性性征和男性性功能,同时有促使生精细胞发育成精子和促使人体的合成代谢的重要作用。
如上所述,男性睾丸的结构还是比较复杂的,由很多的部位组成,其中曲细精管就是很重要的一结构,决定着男性的生育以及保护生精细胞,有着重要的不可取代的作用,所以男性朋友们一定要好好的保护自己的生殖器官,更好的维护自己的身心健康。
中国组织工程研究与临床康复第14眷第 44 2Olo一10—29出版 JournalofClinicalRehabilitativeTissueEngineeringResearch October29,2010 VoL14,No.44
睾丸支持细胞的生物学特性及研究进展★ 余晓晖,胡云飞 Biological characteristics and research progress of sertoli cells Yu xiao—hui.Hu Yun-fei Abstract BACKGROUND:Sertoli celI has become one of the research focuses In the fields of cell separation,tissue engineering and organ transplantation.and it has a promising application in clinicaI transDIantati0n. 0BJECTlVE:TO summarize lhe biological characteristics and research progress of sertoli cell at home and abroad. METHODS:Articles addressing sertoli cel1 were retrieved frOm CNKl and Pubmed databases with the key words of“immune privilege,transplantation。function,progress of investigate”in both Chinese and English between Janua ̄1 998 and October 2009 Articles in the same circle published in the authoritative iournals or recently published were selected.There were 21 5 articles after the initiaI survey.and 34 articles reIaled sertoli cell were included in the finaI analysis. RESULTS AND CONCLUSION:Sertoli celI has the function of immune privilege and can secrete various nutrition factors.And il is widely drawn by providing new therapy for organ transplantation,Parkinson disease and diabetes mellitus.The research about sertoli cell has achieved a lot and presented an extremely captivating prospect_n clinical field.1t wi¨make a great contribution to the clinicaI development of mankind.The clinical application of sertoli cell w川be wider along with the development of transplantation of tissue engineering and organ transplantation.
Yu XH.Hu YF.Biological characteristics and research progress of sertoli cells.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2010;14(44):8311-8314. 【http://www.crter.cn http:Hen.zglckf.com】
摘要 背景:睾丸支持细胞已成为细胞培养技术、组织工程及器官移植预域的研究热点之一,在临床移植领域中有良好的应用前 景。 目的:就国内外对睾丸支持细胞的生物学特性及临床应用进展作一综述。 方法:应用计算机检索CNKI和Pubmed数据库中1998 01/2009—10关于睾丸支持细胞的文章,在标题和摘要中以“免疫 豁免:移植:功能:研究进展”或“immune privilege:transplantation;function;progress of investigate”为榆索词进行检索c 选择文章内容与睾丸支持细胞有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章 初检得到215篇文献,根据 纳入标准选择关于睾九支持细胞的34篇文献进行综述 结果与结论:睾丸支持细胞具有分泌多种营养因子和免疫豁免功能,为器官移植、帕金森病及糖尿病等疾病的治疗提供了 新的治疗途径,对睾丸支持细胞的研究已经取得了一系列可喜的成果,将会给人类临床事业的发展作出巨大贡献,尤其随 着组织工程和器官移植研究的发展,睾丸支持细胞在临床治疗中的应用必将更加广泛。 关键词:睾丸支持细胞:功能:研究进展:综述文献;器官移植 doi:10,3969 ̄.issn.1673—8225.2010.44.035
余晓晖,胡云飞.睾丸支持细胞的生物学特性及研究进展【J】.中国组织工程研究与临床康复,2010,14(44):8311-8314 【http://www.crter.org h ̄p:Ecn.zglckf.com】
0引言 睾丸支持 ̄I;&(sertoli cell,SC)及其结构是 由意大利组织学家Enrico Sertoli在1 865年首先 发现的存在于生精上皮中的一种大细胞,能合 成与分泌雄激素结合蛋白(androgen binding protein,ABP)。支持细胞为精子发生提供物理 支撑和稳定的微环境,并促进其运送,还为它 的营养和发育提供所需的细胞因子¨J。不但在 向生精上皮传递促性腺激素的过程中发挥着中 枢作用,而且具有支持、营养、吞噬、释放、 分泌、免疫豁免等多种功能 。3j。近年来众多研 究者在支持细胞的临床应用进展方面开始进行 探索,本文就睾丸支持细胞的生物学特性及,临 lSSN 1673-8225 cN 21—1539/R CODEN:ZLKHAH 床应用进展予以综述。 1资料和方法 1.1 资料来源 由第一作者应用计算机检索 CNKI数据库(h ̄p:Edlib.cnki.net/kns50/); Pubmed数据库(http://www. ncbi.nIm. nih.gov/sites/entrez) ̄关文献。检索时间范围: 1998—01/2009-10。中文检索词为“免疫豁免; 移植:功能;研究进展”;英文检索词为“immune p riVlIege:transplantatiOn;function;progress of investigate”。共检索到文献21 5篇。 1.2入选标准纳入标准①具有原创性,论 点论据可靠的文章。②针对性强,相关度高的 文献。③对同一领域的文献选择近期发表或权
Department of U rology Surgery. Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, Hubei Province. China
Yu Xiao-huI"A-. Studying for master’s degree,Department of Urology Surgery, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, Hubej Province, C:hina yuxiaohui06@126 com
COrresDOndence t0 Hu Yun-fe1.Doctor, Chief physician. Department of U rology Surgery, Renmin Hospital of Wuhan University. Wuhan 430060. Hubei Province
China hyf6606@163 corn
Received:2010-O2-08 Accepted:2010-03—08
武汉大学人民医 院泌尿外科,湖北 省 武 汉 市 430060
余晓晖★,男, 1984年生,湖北 省鄂州市人,汉 族,武汉大学在读 硕士,主要从事肾 移植、膀胱肿瘤方 面的研究 yuxiaohi06@ 126.com
通讯作者:胡云 飞,博士,主任医 师,武汉大学人民 医院泌尿外科,湖 北省武汉市 430060 hvf6606@163. COm
中图分类号:R617 文献标识码:B 文章编号:1673・8225 (201 0)44—08311-04
收稿日期:20104)2-08 修回日期:2010-03-08 f201 00208004/M’H)
8311 …一 余晓晦 等 睾丸支持镪咆的生扬学特性硬研究进曩 成杂志的文献。排除标准:较陈旧的理论观点以及一些 重复性研究。 1.3质量评估初检得到215篇文献,其中英文文献151 篇,中文文献64篇。阅读标题和摘要进行初筛,排除与 研究目的不符和重复性文章:查阅全文,判断与纳入标 准一致的文章,最后选择34篇符合标准的文献。 2结果 2.1 纳入文献基本情况纳入的34篇文献中,中文文献7 篇,英文文献27篇。文献[1-3]涉及睾丸支持细胞的形态 结构特点概述,文献『4.20]探讨睾丸支持细胞的功能, 文献[21-34]探讨睾丸支持细胞的研究进展及临床应用。 2.2结果描述 支持细胞的形态结构特点:支持细胞形状高度不规则, 基部紧贴基膜,顶部仲向腔面,侧面和管腔面有很多不 规则的凹陷,其内镶嵌着各级生精细胞。并由细胞体向 周围放射出许多突起,延伸到成熟的生精细胞之间。细 胞核多位于基底,核膜有许多皱褶,核有的呈现分叶状, 核孔多,核质均匀,核染色质稀疏,染色浅,核仁明显, 核仁周围有卫星核小体,支持细胞有巨大的表面积,可 以容纳许多发育中的生精细胞。在透射电镜下,细胞质 中可见很多线粒体、溶酶体、脂滴、糖原颗粒、滑面内 质网、粗面内质网等。 睾丸支持细胞的功能: 支持细胞对生精细胞的作用:支持细胞在结构上为 生精细胞的分化成熟提供支架,供给生精过程所需的营 养物质及能量,也可分泌如生长因子类、类固醇类、转 运蛋白类、调节蛋白类等参与生精细胞的分化成熟,协 调并保证精子的发生正常有序进行。各级生精细胞按成 熟程度自精曲小管基底部向管腔排列,在靠近管腔的血 睾屏障外管腔侧的生精细胞必须通过支持细胞来获取 营养。支持细胞在体内附着于生精小管基膜,其上黏附 着生精细胞,是生精小管内惟一的体细胞。支持细胞基 部相互间以紧密连接相连构成血一睾屏障的重要成分【4J, 可阻止某些物质进出生精上皮,形成并且维持有利于精 子发生的微环境。各种生长因子也主要由支持细胞分泌 以支持精原细胞的增殖和分化 J。有实验证明,成熟支 持细胞的数量与总的精子形成数量呈正比 J。而且它们 在形态和功能上保持同步陛【,J。生精过程中需要的脂类、 雄激素、金属元素和各种维生素是与支持细胞的结合蛋 白相结合并输送到生精细胞的 J。 支持细胞的分泌功能:支持细胞能够分泌多种物 质,其中分泌的蛋白类主要有转运蛋白和调节蛋白,转 运蛋白类有雄激素结合蛋白、谷氨酰转移酶、转铁蛋白、 维生素结合蛋白、硫酸糖蛋白1和2、铜蓝蛋白等;其中 特异性分;必的雄激素结合蛋白可以结合、运输和浓缩雄 8312 激素,以维持其在曲细精管内的高含量,并将其从曲 细精管腔运输到附睾。调节蛋白类有苗勒管抑制物质 (mullerian inhibiting substance,MIS)作为支持细胞 更特异性的免疫检测抗原,已经应用于移植模型中, 并能分泌内皮素,目前认为内皮素由支持细胞产生后 通过旁分泌方式调节睾丸功能 。还可以分泌转化生 长因子、胰岛素样生长因子、白细胞介素1、生精生长 因子及活性素等多种生长因子,并证实胚胎期及出生 后神经生长因子和神经营养素3在睾丸支持细胞内可 持续性表达[11.’ 。 支持细胞与睾丸间质细胞的相互作用:体内超过 9O%的雄激素——睾酮主要是由睾丸间质细胞合成和 分泌的。支持细胞产生间质细胞激活蛋白能促进间质细 胞功能出现。支持细胞产生的抑制素在通过下丘脑一垂 体一性腺轴进行负反馈调节抑制卵泡刺激素的分泌,同 时对间质细胞通过cAMP起促进作用。研究发现支持细 胞可分泌多种生长因子诸如成纤维细胞生长因子、转化 生长因子、表皮生长因子、胰岛素样生长因子等通过自 分泌或旁分泌方式调节问质细胞的功能【¨ ]。另外间质