维甲酸诱导和生精小管重构促使小鼠诱导多能干细胞向雄性生殖细胞分化的实验研究

目的 探讨体外维甲酸联合异位重构生精小管诱导小鼠诱导多能干细胞(iPSCs)向雄性生殖细胞分化的潜能. 方法 自2010年12月至2011年12月,采用悬浮法培养小鼠iPSCs形成类胚体.类胚体培养至第5天,添加维甲酸进行诱导,不添加维甲酸的类胚体自发分化组作为对照组.收集培养10d的类胚体,采用实时定量PCR和免疫细胞化学检测其生精细胞相关基因和蛋白的表达.同时将类胚体消化为单细胞,与新生小鼠睾丸细胞混合注入雄性裸鼠皮下,移植完成后裸鼠行手术去势,移植后第4、6、8、12周取移植物进行HE染色和免疫组织化学染色. 结果 小鼠iPSCs经类胚体形成及维甲酸诱导后Stra8、Odf2、Act和Prm1基因的相对表达量上调,分别为对照组的(4.50±1.02)、(1.48±0.04)、(10.52±0.25)和(323.28±25.64)倍;Oct-4、Dppa3、Piwil2、Tex14和Scp3基因相对表达量下调,分别为对照组的0.56±0.02、0.11±0.01、0.50±0.01、0.53±0.14和0.16±0.00.类胚体同时表达雄性生殖细胞相关蛋白VASA和联合复合体蛋白3.HE染色发现,iPSCs来源生精细胞和新生小鼠的睾丸细胞共移植后能重构成类生精小管.免疫荧光染色结果显示,类生精小管管腔内可见由iPSCs分化而来的VASA阳性生精细胞. 结论 小鼠iPSCs经类胚体形成和维甲酸诱导后可分化为雄性生殖细胞.部分iPSCs来源的生精细胞可定居于类睾丸生精小管的基底膜,异位重构的生精小管可为iPSCs向雄性生殖细胞分化提供适宜的微环境.