Forscher an der University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine haben das Wachstum Faktoren von wesentlicher Bedeutung zu ermöglichen spermatogonial Stammzellen - die ständig selbst zur Verlängerung der Zellen, die Spermien - bestehen in der Kultur auf unbestimmte Zeit. Ihre Erkenntnisse werden in dieser Woche in den Proceedings der National Academy of Science online Early Edition.
Nach der in Kultur gehalten werden für drei Monate, die Stammzellen wiederhergestellt Spermien Produktion, und damit die Fruchtbarkeit, in unfruchtbaren Mäusen. Nach Angaben der Forscher, diese Entwicklung wird tiefgreifende Folgen für die künftige Fruchtbarkeit Therapien und eine Quelle von Stammzellen, die es ermöglichen zu ändern Gene von Männern, bevor sie an die nächste Generation. Während die Forschung wurde in Mäusen, die Forscher glauben, dass es wahrscheinlich ist, für die anderen Arten, einschließlich des Menschen.
"Wir haben gezeigt, dass eine zentrale Signal-Prozess ermöglicht spermatagonial Stammzellen kontinuierlich zu erneuern, im Wesentlichen immer unsterblich ", sagte Ralph L. Brinster, ein Professor für Physiologie an der reproduktiven Penn." im Bereich der Forschung, diese öffnet ein wunderbar robuste Diagnose-System für die Auswertung der Funktion der einzelnen Gene. Für die Medizin, es öffnet sich ein neues Kapitel in der Fruchtbarkeit der Medizin. "
Spermatagonial Stammzellen und die hämatopoetische Stammzellen, die neue Blutzellen sind die einzigen Arten von adulten Stammzellen Zellen, die sich positiv identifiziert mit funktionellen Assays. Es kann auch möglich sein, zu konvertieren spermatogonial Stammzellen Zellen zu totipotenten Zellen, die in der Lage zu fast jedem anderen Zelltyp und ähnlich wie embryonale Stammzellen.
In der Erwägung, dass die weibliche Keimzelle, das Ei, stoppt Division vor der Geburt, die spermatogonial Stammzellen weiter zu spalten während des ganzen Lebens. Nach Brinster, ist es möglich, zur Änderung der männlichen Keimbahn zwischen den Generationen durch Manipulation der spermatogonial Stammzellen in Kultur.
"Wenn jeder Elternteil in einem Paar führt eine ähnliche fehlerhafte rezessive Gen für eine Krankheit, zum Beispiel, sollte es möglich sein, in die Zukunft zu ernten die männlichen spermatogenic Stammzellen, die korrekte Gen in der Kultur und Implantat die Stammzellen zurück in die Stecker auf normalen Spermien produzieren, "sagte Brinster." Das Paar könnte dann vorstellen, ein gesundes Kind. "
Ebenso ist die Fähigkeit, Kultur spermatogonial Stammzellen auf unbestimmte Zeit die Möglichkeit zu schaffen Spermien in vitro, das heißt, ohne Implantation der Stammzellen in einen Empfänger männlich. Die Technologie könnte nützlich sein für die Korrektur einiger Arten von Unfruchtbarkeit, in dem die Hoden-Umwelt ist defekt.
Hiroshi Kubota, ein Forschungs-Assistent Professor für Zellbiologie an der Penn Veterinär-Schule, entwickelt die Serum-frei Kultur-System, die es ermöglichte ihm, zusammen mit Brinster und Forscher Mary R. Avabock, zu entdecken, die wesentlichen Bestandteile , die Aufrechterhaltung dieser Zellen. Ein Schritt-für-Schritt-Additiv-Prozess erlaubt ihnen, um festzustellen, dass eine einzige growth factor, GDNF, war von entscheidender Bedeutung für die Förderung einer Signal-Pfad-zugelassen, dass die Zellen zu vermehren in der Kultur.
GDNF, der glialen-Zelllinie abgeleitet Neurotrophisches Faktor, war ursprünglich als ein Faktor für das Überleben Neuronen in der Gehirn. GDNF wurde auch festgestellt, dass Ausscheidungen der Sertoli-Zellen, die sie umgeben und unterstützen die spermatogonial Stammzellen in die Hoden. Nach dem Hinzufügen der Kultur, GDNF verursacht die Stammzellen zu dichten Clustern und sich vermehren kontinuierlich.
Die Penn Forscher dann verwendet werden, ein GFP-Marker-Gen in der kultivierten Stammzellen zu identifizieren, die Zellen vor dem Umpflanzen sie wieder in unfruchtbare Mäuse. Diese Mäuse produzierten Nachkommen dann gezeigt, dass der Erfolg der Kultur-System, dank die Expression des GFP-Gen aus, dass die Mäuse grün leuchten unter UV-Licht.
"Die Identifizierung der exogenen Faktoren, die zulassen, dass diese Stammzellen zu vermehren in der Kultur legt den Grundstein zur Untersuchung der grundlegenden Biologie der spermatogonial Stammzellen ", sagte Kubota.
Mittel für die Forschung kam aus dem National Institute of Child Health and Human Development der National Institutes of Gesundheit, des Commonwealth und Generalversammlung von Pennsylvania und die Robert J. Kleberg Jr. und Helen C. Kleberg Stiftung.
Kontakt: Greg Lester
glester@pobox.upenn.edu
215-573-6604
University of Pennsylvania