[发明专利]一种促进奶山羊精原干细胞的自我更新和增殖的载体及其应用

说明书

技术领域

本发明属于精原干细胞技术领域，涉及一种促进奶山羊精原干细胞的自我更新和增殖的载体及其应用。

背景技术

精原干细胞(spermatogonial stem cells，SSCs)，又称作雄性生殖干细胞(male germline stem cell，mGSCs)，是位于睾丸曲细精管基膜上的一类成体干细胞，SSCs通过自我更新能够维持自身群体数量的稳定，又能发育分化形成精子细胞。研究显示，SSC在睾丸微环境中其可以像胚胎干细胞一样，在体内外具有分化产生三胚层在内的所有细胞类型的潜能(Oatley JM,Brinster RL.Regulation of spermatogonial stem cell self-renewal in mammals.Annu Rev Cell Dev Biol 2008；24:263-86.)。精原干细胞可以作为研究精子细胞发生、减数分裂调控和细胞重编程的一个理想体外模型。

现已经初步建立了小鼠、人等胚胎生殖细胞和雄性生殖干细胞的培养体系，并了解了其基本的生物学特性(Kubota H,Avarbock MR,Brinster RL.2004.Growth factors essential for self-renewal and expansion of mouse spermatogonial stem cells.Proc Natl Acad Sci U S A.101(47):16489-16494；Oatley JM,Avarbock MR,Telaranta AI,Fearon DT,Brinster RL.2006.Identifying genes important for spermatogonial stem cell self-renewal and survival.Proc Natl Acad Sci U S A.103(25):9524-9529)，并分别从成年小鼠和人类睾丸组织分离得到多能性的雄性生殖干细胞(Chikhovskaya JV,Jonker MJ,Meissner A,Breit TM,Repping S,van Pelt AM.2012.Human testis-derived embryonic stem cell-like cells are not pluripotent,but possess potential of mesenchymal progenitors.Human Reproduction.27(1):210-221；Kossack N,Meneses J,Shefi S,Nguyen HN,Chavez S,Nicholas C,Gromoll J,Turek PJ,Reijo-Pera RA.2009.Isolation and characterization of pluripotent human spermatogonial stem cell-derived cells.Stem Cells.27(1):138-149.)。后期研究发现CD49f、CD90(Thy1)、C-kit(CD117)、GFR1等可作为雄性生殖干细胞的特异性标记，并已用于纯化小鼠和人的雄性生殖干细胞(He Z,Jiang J,Hofmann MC,Dym M.2007.Gfra1 silencing in mouse spermatogonial stem cells results in their differentiation via the inactivation of RET tyrosine kinase.Biology Of Reproduction.77(4):723-733；He Z,Kokkinaki M,Jiang J,Dobrinski I,Dym M.2010.Isolation,characterization,and culture of human spermatogonia.Biology Of Reproduction.82(2):363-372；Niu Z,Goodyear SM,Rao S,Wu X,Tobias JW,Avarbock MR,Brinster RL.2011.MicroRNA-21regulates the self-renewal of mouse spermatogonial stem cells.Proceedings of the National Academy of Sciences.108(31):12740-12745.)。体外培养为研究mGSCs功能调控的分子机制及细胞信号通路提供了新的方法。尽管体外培养和扩增多能性ES细胞已经日趋常规化，但成体组织干细胞(包括mGSCs)体外培养技术的建立却依然较困难。尽管在过去的10年间，已报道了许多关于小鼠和大鼠mGSCs体外培养的进展(Kanatsu-Shinohara M,Lee J,et al..2008.Pluripotency of a single spermatogonial stem cell in mice.Biology Of Reproduction.78(4):681-687；Oatley JM,Avarbock MR,Telaranta AI,Fearon DT,Brinster RL.2006.Identifying genes important for spermatogonial stem cell self-renewal and survival.Proc Natl Acad Sci U S A.103(25):9524-9529)。目前，啮齿类动物的mGSCs可以在体外培养很长的时间，细胞的增殖也很显著。有报道认为mGSCs具有转化为多能性干细胞的潜能(Kanatsu-Shinohara M,Lee J,et al..2008.Pluripotency of a single spermatogonial stem cell in mice.Biology Of Reproduction.78(4):681-687)。这一特性使得mGSCs具有巨大的优势，然而其具体的遗传、表观遗传及其发育潜能等机制还需要进一步研究。