[发明专利]基于微针的睾丸组织体外培养方法及其应用

说明书

本发明涉及基于微针的睾丸组织体外培养方法及其应用，属于生物技术领域。本发明提供了一种体外培养睾丸组织促进精原干细胞增殖的方法，所述方法为：先将PEGDA微针浸泡于培养基中进行置换，得到含有经置换的PEGDA微针和培养基的培养体系，然后将离体睾丸组织添加至培养体系中进行培养，使得离体睾丸组织内的精原干细胞增殖：该方法既改善了体外组织培养时组织中心死亡的情况，使得大组织培养成为现实，最大程度维护组织本身的生理结构，更加符合体内的情况，同时，该方法在体外能促进精原干细胞的增殖，支持精原干细胞(SSCs)自我更新，并能维持其干性。

技术领域

本发明涉及基于微针的睾丸组织体外培养方法及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

精子的发生起源于精原干细胞(SSCs)。精原干细胞的增殖和分化是一个循环有序、持续进行的过程，从青春期开始一直持续到死亡。精原干细胞是睾丸中的成体组织干细胞，是持续的精子发生的基础，对男性生育能力至关重要。SSCs主要具有以下两个特点：

1)能够自我更新以维持干细胞池；

2)能够分化以维持青春期后男性/雄性精子的持续发生。

正常情况下，潜在精原干细胞可快速分裂成已分化的精原细胞，睾丸受损时或精原移植可转变为具有自我更新能力的SSCs。已有科学家利用减数分裂前小鼠睾丸组织中的SSCs，利用体外组织培养在体外完成减数分裂过程，培育出具有功能性的单倍体细胞，为研究体外生殖细胞整个发育过程提供了强有力得模型。但如何体外培养睾丸组织以大量扩增SSCs，从而提高生殖细胞的存活并更好的研究其功能仍为亟待解决的难题。另外，体外培养睾丸组织以大量扩增SSCs在构建男性不育症研究平台、研究基因功能、保存男性生育力等领域也很重要。

目前尚没有文献报道通过体外培养睾丸组织以大量扩增SSCs的技术。主流的小鼠SSCs的获取的方法为取未进入减数分裂的小鼠睾丸，进行差异贴壁或磁珠分选等其余方法分离SSCs后，于饲养层细胞上进行体外建系培养。现有的睾丸器官组织培养方式为将全小鼠睾丸分割为1～2mm的小块，置于琼脂糖块上进行培养。但是，现有的SSCs扩增方法以及体外培养睾丸组织的方法具有严重的缺陷，例如：

所建SSCs细胞系内细胞为非自然状态SSCs，并未处于SSCs发育所需的微环境中，能否代表体内SSCs尚不明确，不能作为研究体内SSCs相关生物学事件的研究平台；

体外组织培养时组织中心易死亡，无法进行全睾丸组织培养，分割为小块组织则会破坏组织结构完整性。

发明内容

为解决现有的SSCs扩增方法以及体外培养睾丸组织的方法无法提供SSCs体内所需微环境、体外组织培养中心易死亡和无法全睾丸培养的缺陷，本发明提供了一种体外培养睾丸组织促进精原干细胞增殖的方法，所述方法非治疗方法，包括如下步骤：

培养体系的建立：将PEGDA微针浸泡于培养基中进行置换，得到含有经置换的PEGDA微针和培养基的培养体系；

睾丸组织的培养：将离体睾丸组织添加至培养体系中进行培养，使得离体睾丸组织内的精原干细胞增殖；

所述培养基为能够支持睾丸组织培养以及能够支持精原干细胞增殖的培养基。

在本发明的一种实施方式中，所述PEGDA微针为使用体积分数20～70％的PEGDA制备而得的PEGDA微针(PEGDA微针的制备方法见文献“Zhang,X.,L.Sun,Y.Wang,F.Bian,Y.Wang and Y.Zhao(2019).Multibioinspired slippery surfaces with wettablebump arrays for droplets pumping.Proceedings of the National Academy ofSciences of the United States of America 116(42):20863-20868.”)。