Ny forskning om sædcellestamceller har konsekvenser for mandlig infertilitet og kræft

Ny forskning fra forskere ved Huntsman Cancer Institute (HCI) ved University of Utah og samarbejdspartnere ved University of Utah Health (U of U Health) kaster lys over den komplekse proces, der sker i udviklingen af ​​menneskelige sædceller. Dette er den første undersøgelse, der karakteriserer de ændringer, menneskelige sædcellestamceller gennemgår, når de modnes. Resultaterne har konsekvenser for forståelsen af ​​mandlig infertilitet samt kræftudvikling og blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Celle stamcelle .

Tidligere undersøgelser af sædcellestamceller har været begrænset til modelsystemer, herunder mus. Men denne første undersøgelse af udvikling af menneskelige sædcellestamceller afslørede, at denne proces var meget mere kompleks hos mennesker, end man tidligere havde forstået. Ved hjælp af genomanalyseværktøjer, forskere skitserede den multistage -proces, som sædcellestamceller gennemgår under deres normale udvikling.

"Disse oplysninger giver ny indsigt i, hvordan sædstamceller fungerer og udvikler sig under normale omstændigheder, "siger undersøgelsens hovedforfatter Bradley Cairns, Ph.d., senior direktør for grundvidenskab ved HCI og professor og formand for onkologiske videnskaber ved U of U. "Vi har opbygget en meget vigtig ramme, vi nu kan bruge til at hjælpe os med at forstå, hvad der sker, når det går galt, resulterer i problemer som infertilitet og kræft hos mænd. "

I undersøgelsen, forskere undersøgte alle de gener, der tænder eller slukker i en given celle under normal udvikling. Ved hjælp af enkeltcellet RNA -sekventeringsanalyse, Cairns laboratorieprofilerede celler individuelt, etablering af genekspressionsprofilen i humane sædceller.

Deres fund skitserede fire forskellige cellulære faser af sædcellernes modning, afslører, hvordan stamcellerne udvikler sig fra en "hvilende" tilstand, til en "proliferation" -tilstand, hvor stamceller deler sig, til en endelig "differentiering" -tilstand, når stamceller modnes til at blive sædceller. Specifikt, dataene afslører tydelige overgange i faktorer, der påvirker de forskellige cellulære tilstande, herunder cellecyklusregulatorer, transkriptionsfaktorer, og signalfaktorer.

"Arbejde med mine patienter med infertilitet, Jeg har set, hvor ødelæggende denne diagnose kan være, "siger medforfatter og reproduktiv urolog James Hotaling, MD, også adjunkt i kirurgi ved U of U Health. "Denne undersøgelse vil hjælpe os med at forstå, hvad der forårsager infertilitet i nogle tilfælde."

Resultaterne kan også have konsekvenser for at forstå, hvordan nogle kræftformer opstår. Mænd med infertilitet er kendt for at have større risiko for visse kræftformer, herunder testikel- og prostatakræft. "Vores undersøgelse kaster nyt lys over, hvordan gener normalt fungerer i sædceller, "siger Cairns." De næste trin vil være at bruge denne viden til bedre at forstå, hvilke ændringer der sker, når sædcellestamceller ikke udvikler sig normalt og i stedet omdannes til kræftceller. "

Forfatterne mener, at undersøgelsens resultater kan føre til bedre værktøjer til diagnosticering og behandling af patienter med mandlig infertilitet, samt afdække de komplicerede genetiske ændringer, der ligger til grund for kræft i forbindelse med mandlig infertilitet.

Cairns og Hotaling samarbejdede med første forfatter Jingtao Guo og medforfattere Edward Grow, Chongil Yi, Patrick Murphy, Candice Wike, og Douglas Carrell. Undersøgelsen har titlen "Transskription, Signalering og metaboliske overgange under human spermatogonial stamcelledifferentiering ".