睾丸间质干细胞老化的分子机制研究

干细胞的老化是干细胞治疗研究的基础性问题。现在的新观点认为特定组织固有的干细胞衰老程度与细胞循环程度和特定组织再生能力有关，另外，除了干细胞内在的衰老机制，干细胞的衰老也可能受它所处的环境调控。睾丸是一个理想的研究干细胞行为的体系。最近我们从新生鼠、成年鼠和老年鼠体内都发现并分离到睾丸间质干细胞（SLC），并且证实了这种SLC在体外或重新注入睾丸后分化成间质细胞。本项目将首先利用原位分析、基因芯片和对SLC在自我更新、定型等阶段的检测了解成年、老年鼠的SLC与新生鼠的SLC是否存在性质差异。随后，我们将设计以SLC供体年龄为变量和以SLC受体年龄为变量两种体内SLC移植实验，研究年龄和衰老对SLC功能的影响，并最终说明SLC衰老是决定于干细胞内在的衰老机制还是决定于环境对细胞影响，为成年间质干细胞用于临床治疗奠定理论基础。

干细胞老化是干细胞治疗研究的基础问题。新观点认为特定组织固有的干细胞衰老程度与细胞循环程度和特定组织再生能力有关。除了干细胞内在的衰老机制，干细胞衰老也可能受它所处的环境所调控。睾丸是一个理想的研究睾丸间质细胞（LC）干细胞（SLC）行为的体系。经过乙烷二甲烷硫砜（EDS）处理之后比较各类LC。EDS处理后21、28和56天大鼠睾丸用于分离纯化LC谱系的细胞：祖细胞（PLC）、幼细胞（ILC）和成年细胞（ALC），发现再生的PLC、ILC和ALC与青春期发育的LC谱系的细胞一样。EDS处理后7天，发现伴随着81个mRNA含量下降两倍或者两倍以上，表明他们是LC特异mRNA。从成年鼠分离得到SLC，并且证实了SLC在体外或重新注入睾丸后可以分化成为ALC，并且与新生睾丸分离的SLC一样能维持500多天的增生能力。并建立一种全新的体外培养曲细精管系统用评估曲细精管因素对SLC增生和分化成为ALC的影响。刺激SLC增生的因子有DHH、血小板衍生生长因子（PDGF）和activin。刺激SLC分化的因子有DHH、氯化铝（LI）诱导的信号通路和activin。发现CD90是一个独特的SLC表面标记物,可用于流式细胞中以获得纯化的SLC 。PDGFAA通过激活PDGFRA刺激SLC增生和分化成ALC。PDGFBB通过激活PDGFRB刺激SLC增生但抑制SLC分化。大鼠ALC产生睾酮的能力随着衰老而降低。年轻（3月龄）和老年（18月龄）大鼠单次注射EDS，消除现有的ALC。EDS十个星期后，从老年大鼠和年轻大鼠睾丸分离出新的ALC的睾酮产量相同。EDS三十周后，年轻大鼠睾丸中产生的ALC与10周时比较没有减少。而EDS三十周后，老年大鼠睾丸中产生的ALC与10周时比较显著减少，说明老化改变SLC的分化情况，分化的ALC受到老化的影响。对于幼龄鼠，LH和MENT都能促进睾丸间质的分化， 但其作用机制不同。其他研究发现，CDKN1A-/ - 和CDKN1B-/-小鼠或DKO小鼠是很好的模型来研究SLC的增生和分化的作用，CDKN1B对SLC增生和分化影响较大，而CDKN1A则较小。我们也采用小鼠胚胎干细胞用SF1表达定向分化成的ALC来拯救睾酮缺乏的雄性大鼠。SF-1表达后，在8Br-cAMP和毛喉素处理下，小鼠胚胎干细胞定向分化为ALC。FGF2对SLC发育和类固醇激素起重要作用。