原始生殖细胞
如今,尽管我们的生活水平在提高,不孕不育仍然是一种全球性疾病,发病率很高 [1] [2]。Boivin等人揭示,在发达国家,不孕不育的12个月患病率范围从3.5%到16.7%,在不发达国家范围从6.9%到9.3%,平均患病率为9%[3] [4]。不孕的原因很多,而且治疗通常不会导致预期的怀孕,特别是当缺乏功能性配子时。
在人类中,原始生殖细胞(Primordial Germ Cell,PGC)是主要的未分化干细胞类型,将分化为配子:精子或卵子。随着干细胞生物学的发展,可以从多能干细胞中获得PGC,为治疗不孕夫妇提供了新的治疗可能性。本文旨在从定义、特征和分化等方面介绍PGC。我们希望这篇文章能帮助您了解PGC。
PGC的定义
原始生殖细胞(PGC)是高度专业化的细胞,是配子的前体,经过减数分裂后发展为单倍体的精子和卵子,在受精后生成一个新的有机体。不同类型的动物在早期胚胎中开始显示PGC的聚集体。PGC比其周围的其他细胞大,并且对碱性磷酸酶、酯酶和糖原呈阳性反应,很容易与其他细胞区分开。PGC在代际之间传递遗传和表观遗传信息,确保物种的存活。尽管在几乎所有动物的早期发育中都有生殖细胞,但生殖细胞的规范机制在动物之间并不保守。
PGC的特点
PGC是精子和卵子的前体,通过生殖细胞产生一个能够通过生殖细胞创造无穷新一代的新有机体。一些研究发现PGC有三个特点:
在PGC的分布方面,在胚胎的胃肠道中分布,大部分脊椎动物的PGC分布在内胚层细胞的肠底、卵黄囊或尿囊中。
在PGC的迁移方面,它通过变形运动沿着肠壁移动,或进入血液循环,或进入肠系膜,最终到达发育中的生殖脊,与生殖脊的中胚层细胞一起,在发育过程中形成睾丸或卵巢。
在PGC的分化方面,PGC在进入生殖细胞系之前可以分化成精原细胞和卵原细胞,这种分化是由它们与不同生殖细胞系细胞的结合来确定的。
PGC在分化过程中的标志物
如前所述,许多动物中,PGC起源于原始条纹并通过胚胎的肠道迁移到发育中的生殖脏器。正如图1所示,在分化过程的不同阶段有不同的标志物。这些标志将帮助我们区分特定阶段与其他阶段。
图1. 分化过程中的PGC标记
在这些标记物中,我们在下表中列出了几个可能的PGCs标记物。
BOLL | DAZ1 | DAZL | GDF3 | GDF9 | KIT | NANOG | OCT4 |
PUM1 | PUM2 | SCP1 | SCP3 | STELLA | VASA |
参考文献:
[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.