精原干细胞向心血管细胞分化及其对心梗治疗作用的研究

缺血性心肌损伤及慢性心肌病可引起不可逆的心肌组织丢失从而引发心衰。而干细胞心肌治疗提供了一种全新的策略。尽管多种细胞类型已被移植入病变心脏，但由于伦理、形成畸胎瘤等弊端限制了其临床应用。为此寻找安全、适于移植的细胞来源用于心肌再生治疗具有重要的临床意义。而精原干细胞(SSCs)是近年来发现的可诱导多能性又可避免克隆技术难关以及伦理和免疫问题的特殊成体干细胞，但对其向心血管系统诱导分化及治疗潜能的研究尚处于起步阶段。因此本课题从SSCs来源的多能性细胞的诱导入手，进一步研究其向心血管细胞诱导分化的调控，并以此为基础研究SSCs对心梗的治疗作用。进而可以探索SSCs向心血管系统分化发育的机制，对于深入揭示心血管系统发生发育的本质有重要的学术意义；并且可以明确SSCs用于细胞移植治疗心脏疾病的可行性、有效性，为其今后的临床应用奠定理论和技术基础；同时也为SSCs向其他组织分化提供新的思路和依据。

精原干细胞（spermatogonial stem cells , SSCs）是近年来发现的可诱导多能性又可避免伦理和免疫问题的特殊成体干细胞，但对其向心血管系统诱导分化及治疗潜能的研究尚处于起步阶段。本课题中首先将SSCs诱导为多能性细胞，并在多种细胞因子的参与下，成功诱导其向心肌细胞分化，但分化效率较低，进一步将SSCs及其诱导的多能干细胞移植入心肌梗死的心脏中，4周后检测心脏功能未发现移植组有明显的治疗作用，这可能是由于移植细胞向心肌细胞分化效率较低或未能存活。但是这样的尝试可避免伦理和免疫问题，相信通过进一步的诱导条件优化提高分化效率，SSCs还是较为合适的移植候选细胞。本研究为其今后的临床应用奠定了一定理论和技术基础；同时也为SSCs 向其他组织分化提供新的思路和依据。同时，在诱导体系中，我们发现SSCs可以去分化为原始生殖细胞（primordial germ cells，PGCs）然后再转分化为卵母细胞，这些SSCs诱导来的卵母细胞中性别染色体上的基因表达谱发生了从雄性到雌性的性别逆转，并且基因印记也转向了母系印记状态。这个发现不只进一步为SSCs强大的可塑性提供了证据，而且还可以作为分析生殖细胞命运决定过程中的分子及表观遗传调控，以及分析配子生成过程中印记建立的潜在有效体系。在研究过程中我们还发现了一种心脏祖细胞的标记物Islet1在小鼠睾丸中存在表达，并在初级精母细胞中高表达，在初级精母细胞核中定位于XY body；推测Islet1可能是一个潜在的调节精原细胞维持和分化的转录因子，并且可能通过控制XY body的形成来调节精原细胞周期。以上研究结果将有助于我们更深入的了解睾丸中生殖细胞分化发育的调控机制。综上，SSCs具有强大的可塑性，是有潜力的移植候选细胞和工具细胞，值得进一步深入研究探讨其作为移植候选细胞的可行性、有效性。