原始生殖細胞
如今,盡管我們的生活水平在提高,不孕不育仍然是一種全球性疾病,發(fā)病率很高 [1] [2]。Boivin等人揭示,在發(fā)達國家,不孕不育的12個月患病率范圍從3.5%到16.7%,在不發(fā)達國家范圍從6.9%到9.3%,平均患病率為9%[3] [4]。不孕的原因很多,而且治療通常不會導致預期的懷孕,特別是當缺乏功能性配子時。
在人類中,原始生殖細胞(Primordial Germ Cell,PGC)是主要的未分化干細胞類型,將分化為配子:精子或卵子。隨著干細胞生物學的發(fā)展,可以從多能干細胞中獲得PGC,為治療不孕夫婦提供了新的治療可能性。本文旨在從定義、特征和分化等方面介紹PGC。我們希望這篇文章能幫助您了解PGC。
PGC的定義
原始生殖細胞(PGC)是高度專業(yè)化的細胞,是配子的前體,經過減數分裂后發(fā)展為單倍體的精子和卵子,在受精后生成一個新的有機體。不同類型的動物在早期胚胎中開始顯示PGC的聚集體。PGC比其周圍的其他細胞大,并且對堿性磷酸酶、酯酶和糖原呈陽性反應,很容易與其他細胞區(qū)分開。PGC在代際之間傳遞遺傳和表觀遺傳信息,確保物種的存活。盡管在幾乎所有動物的早期發(fā)育中都有生殖細胞,但生殖細胞的規(guī)范機制在動物之間并不保守。
PGC的特點
PGC是精子和卵子的前體,通過生殖細胞產生一個能夠通過生殖細胞創(chuàng)造無窮新一代的新有機體。一些研究發(fā)現PGC有三個特點:
在PGC的分布方面,在胚胎的胃腸道中分布,大部分脊椎動物的PGC分布在內胚層細胞的腸底、卵黃囊或尿囊中。
在PGC的遷移方面,它通過變形運動沿著腸壁移動,或進入血液循環(huán),或進入腸系膜,最終到達發(fā)育中的生殖脊,與生殖脊的中胚層細胞一起,在發(fā)育過程中形成睪丸或卵巢。
在PGC的分化方面,PGC在進入生殖細胞系之前可以分化成精原細胞和卵原細胞,這種分化是由它們與不同生殖細胞系細胞的結合來確定的。
PGC在分化過程中的標志物
如前所述,許多動物中,PGC起源于原始條紋并通過胚胎的腸道遷移到發(fā)育中的生殖臟器。正如圖1所示,在分化過程的不同階段有不同的標志物。這些標志將幫助我們區(qū)分特定階段與其他階段。
圖1. 分化過程中的PGC標記
在這些標記物中,我們在下表中列出了幾個可能的PGCs標記物。
BOLL | DAZ1 | DAZL | GDF3 | GDF9 | KIT | NANOG | OCT4 |
PUM1 | PUM2 | SCP1 | SCP3 | STELLA | VASA |
參考文獻:
[1] Bahamondes L., Makuch M. Y. Infertility care and the introduction of new reproductive technologies in poor resource settings [J]. Reproductive Biology and Endocrinology. 2014, 12(1, article 87)
[2] Inhrorn M. C., Patrizio P. Infertility around the globe: new thinking on gender, reproductive technologies and global movements in the 21st century [J]. Human Reproduction Update. 2015
[3] Boivin J., Bunting L., et al. International estimates of infertility prevalence and treatment-seeking: potential need and demand for infertility medical care [J]. Human Reproduction. 2007, 22(6):1506–1512.
[4] Aleksandar Nikolic, Vladislav Volarevic, et al. Primordial Germ Cells: Current Knowledge and Perspectives [J]. Stem Cells Int. 2016; 2016: 1741072.