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男性发育与癌症有什么联系?首个青春期基因组相关研究为你解密

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2020年01月17日 10:48   浏览数: 次   来源:好医友

犹他大学(UofU)的Huntsman癌症研究所(HCI)的研究人员,对人类青春期发育过程进行了首次基因组水平的分析,概述了男性青春期干细胞发生的显著而关键的变化。

他们进一步概述了睾丸激素和产生睾丸激素的细胞如何影响男性生殖器官中的干细胞。研究人员认为,这项研究极大地增加了知识基础,可以使人们对人类健康的关键领域产生深刻见解,包括不育症和导致癌症和其他疾病的细胞变化。这项研究发表在《细胞干细胞》杂志上。


Bradley Cairns博士

青春期刺激了人类和其他哺乳动物的许多发育变化。青春期的特征包括肉眼可见的生理特征,比如快速生长。这些生理和激素的变化标志着一个成熟的身体准备生育的过程。

睾丸是制造和储存精子并产生睾丸激素的男性生殖器官,青春期在细胞和生理水平上引起了巨大的变化。借助新的基因组技术,研究人员能够检查整个器官中每个单个细胞中成千上万个基因的表达,从而为青春期的细胞行为提供了前所未有的了解。

睾丸内的几种细胞可调节生殖健康。就像人体从婴儿期到成年的过程一样,这些细胞也会随着人体的成熟而发生重大变化。这些细胞包括最终产生精子的精原干细胞,以及有助于形成睾丸部分的生壁细胞,例如生精小管,即在其中形成精子的管状结构。

在这项研究中,研究人员描述了在青春期之前,精原干细胞首先如何大量扩增。这些干细胞向减数分裂方向发展,减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式,可将亲本染色体的染色体数目减半,并且将男性X和Y性别的染色体分开,从而形成细胞,这些细胞在受精卵并随后大量发育后,最终将导致男性(含Y)或女性(含X)孩子。

在青春期后期,这些干细胞致力于产生成熟的精子,其中包括能运动的尾巴。研究人员展示了形成干细胞小生境和伴侣分子的两个细胞(肌样细胞和Leydig细胞)是如何从共同的前体衍生而来,并在青春期早期成熟的。

这项研究的一个主要新颖见解是对成年变性男性的睾丸进行了首次基因组分析。

对于这些个体,在进行性别确认手术之前,先进行激素治疗,该治疗可引起长期睾丸激素抑制,从而可以检查缺乏睾丸激素的睾丸。

通过使用手术后捐赠的样本,研究人员发现了睾丸激素在维持睾丸发育中的作用的重要作用。对来自变性男性睾丸细胞的基因组分析表明,与来自男性青少年的样品相比,干细胞和其他细胞恢复了较早的发育状态。研究人员发现,睾丸激素对于维持睾丸的成熟状态至关重要:如果不再存在睾丸激素,睾丸就会恢复到较早的发育状态。

人类在青春期发生的主要变化在正常发育中产生了许多功能,如生殖健康和生育能力。但是,当这些过程出错时,可能会产生混淆的挑战。不孕是一个相对常见的健康问题。大约50%的情况下,根本原因归因于男性生殖功能,通常包括发生在青春期的错误。研究小组希望,这些关于细胞如何发育的见识,将有助于深入了解青春期的发育问题导致导致不育的变化。

该研究还有助于了解由于细胞过程错误而引起的癌症和其他疾病。研究人员表示,大多数时候,睾丸干细胞失调会引起睾丸癌。他们想了解这些变化如何导致睾丸肿瘤;但是,在确定预防或更有效地治疗这些癌症的方法之前,我们需要先了解正常情况。

在青少年中,癌症和生殖健康通过一种被称为肿瘤生殖的医学过程相互交叉。也就是说,研究如何保持青少年和青年癌症患者的生育能力,他们的生殖健康和生育能力可能受到癌症的影响,或由于癌症治疗的副作用。

研究人员表示,一些化疗可能导致年轻的癌症患者不能生育,化疗可能导致他们的干细胞发生变化。他们希望和期望是,研究将提供一个基础,通过更好地了解这些干细胞如何生存、支持和发展,为受癌症影响的年轻男性的生殖健康提供支持。

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