bFGF和IGF1对成年睾丸间质干细胞增殖和分化、优化的调节机制研究

bFGF和IGF1是活性较强的促细胞分裂原，能调节中胚层及神经外胚层来源的多种类型细胞的增殖、分化及再生。男性生殖系统来源于中胚层，bFGF和IGF1对胚胎期生殖细胞的发育及调节方面已有较多研究，但对睾丸间质细胞(LC)的调节作用却很少报道。本项目利用LC特异性抑制剂EDS选择性诱导成年大鼠睾丸间质细胞(ALC)凋亡，构建"LC敲除"动物模型，利用此模型来深入研究bFGF、IGF1及其受体对LC干细胞的增殖及分化的调节作用，通过检测信号转导、转录调控及基因表达等相关分子的变化，来系统地阐明其具体的分子机制。在此基础上，利用蛋白组学和分子生物学等技术手段比较研究诱导后再生的ALC与成年ALC的形态、结构及功能等方面的差异性和相似性。本研究为今后开展间质干细胞的分化调控研究以及利用间质细胞再生替代方法治疗中老年性功能低下和中老年男子雄激素部分缺乏(PADAM)的研究提供重要实验依据和理论支持。

睾丸间质细胞（LC）是雄性体内雄激素的最主要来源，其数量减少或激素合成通路受损都将导致雄性体内雄激素缺乏。LC的发育有四个显著不同的阶段：Leydig干细胞(SLC)、Leydig祖细胞（PLC）、未成熟型Leydig细胞（ILC）以及成熟型Leydig细胞（ALC）。为了研究细胞生长因子对SLC发育及激素合成的调控作用，我们首先建立了大鼠睾丸曲细精管体外培养模型，并利用乙烷二甲烷硫砜（EDS）诱导曲细精管表面的ALC发生凋亡后，加入不同种类的细胞生长因子（bFGF，NGF，IGF-1，EGF）进行处理。结果表明，1）EDS不会导致SLC发生凋亡；2）SLC在促黄体生成激素（LH）和胰岛素-转铁蛋白-亚硒酸盐（ITS）的作用下，可以发育成具合成和分泌睾酮的ALC；3）再生ALC可以在曲细精管上长时间存活；4）四种因子均能以浓度依赖模式显著促进SLC的增殖。其中，bFGF的最佳作用浓度分别为10 ng/ml，而其余3种均为100 ng/ml。利用荧光定量PCR技术分析雄激素合成通路各种酶mRNA表达情况，结果显示，四种因子均能促进SLC向PLC阶段分化，并最终发育成能合成和分泌睾酮的ALC。因此，曲细精管体外培养模型可成为调控SLC分化发育的高通量药物筛选平台。.　　在此基础上，我们筛选bFGF及IGF-1进行动物实验。EDS同样可以诱导睾丸ALC发生凋亡，并导致大鼠体内血清睾酮迅速降低。再生LC的整个发育过程及激素合成基因的表达水平与青春期LC的相当。与对照组相比，bFGF及IGF-I都能显著增加EDS处理大鼠睾丸的重量及提升血清睾酮含量。这个结果表明，在体内，两种因子也能促进SLC的增殖和发育。抑制剂PD166866对bFGF及IGF-I促LC细胞增殖有显著的抑制作用，说明bFGF及IGF-I对LC的促增殖和分化主要通过IGF-I信号通路实现的。从睾酮合成酶mRNA表达水平及血清睾酮含量变化趋势的结果提示，bFGF及IGF-1能加快SLC向PLC及ILC阶段发育，但对ALC则没有作用。.　　本项目共获得资助人民币32万元，并完全按照合同书要求使用；参加了2次国内外学术会议并提交会议摘要；发表学术论文5篇，其中SCI收录论文4篇；培养博士研究生1名，硕士研究生3名；培养团队人员获得高级职称3人，中级职称1人；本人还获得广东省高等学校特聘教授“珠江学者”资助。