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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,發病率很高 [1] [2]。Boivin等人揭示,在發達國家,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)是高度專業化的細胞,是配子的前體,經過減數分裂后發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育中都有生殖細胞,但生殖細胞的規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造無窮新一代的新有機體。一些研究發現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,或進入腸系膜,最終到達發育中的生殖脊,與生殖脊的中胚層細胞一起,在發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分特定階段與其他階段。

分化過程中的PGC標記

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.

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