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未分化的精原细胞是存在于雄性睾丸内的成体干细胞,具有维持自我更新和分化产生精子的能力,是雄性体内源源不断地产生精子的基础。对其生物学特性的研究有助于理解精子发生的过程,揭示雄性生殖系干细胞自我更新和分化的机制。但是,未分化精原细胞在睾丸中数量稀少,且缺少特异性的分子标记,严重阻碍了其相关研究与应用。有研究报道,磷脂酶D家族成员6(PLD6)在小鼠未分化精原细胞表达。为了鉴定PLD6能否作为猪未分化精原细胞的分子标记,本研究旨在探究猪雄性生殖细胞中PLD6的表达分布特点,从而优化其富集方法,提高纯化效率。同时,尝试建立一个猪的未分化精原细胞的无饲养层培养体系,为雄性生殖干细胞的后续研究奠定基础。主要研究结果如下: (1)采集初生期、初情期和成年期的不同物种的睾丸组织,通过免疫组织化学技术PLD6在睾丸组织中的表达及分布。结果表明PLD6在性成熟前猪睾丸的精原细胞中特异性表达,且PLD6在小鼠、山羊和公牛的睾丸中的表达模式与其在猪上的表达模式一致。 (2)通过 PLD6 与已知分子标记的免疫双荧光染色检测性成熟前的猪睾丸组织中表达PLD6蛋白的细胞类型。结果表明,PLD6在猪未分化精原细胞中特异性表达。 (3)采取两步酶消化法和差异贴壁对性成熟前猪睾丸细胞进行初步的富集,台盼蓝染色结果表明细胞活率为 95%。接着采用PLD6标记通过 MACS 进一步富集未分化精原细胞。通过Western Blot,qRT-PCR,流式分析鉴定分选前后的细胞类群。流式细胞分析表明,PLD6+细胞富集了约8.5倍的未分化精原细胞。QRT-PCR、Western Blot结果表明,精原干细胞相关分子标记在 PLD6+ 细胞中高表达,而在 PLD6-细胞和未分选细胞中低表达;相反,体细胞相关的分子标记则在PLD6-细胞和未分选细胞中高表达。这证明PLD6可作为性成熟前猪未分化精原细胞的分子标记,用于富集猪的未分化精原细胞。 (4)异种移植鉴定 PLD6+细胞的生物学功能,并比较富集效率。将 PLD6+ 细胞和未分选细胞用PKH26荧光染料进行标记并分别移植到百消安处理的受体小鼠睾丸中, 8 周后采集受体睾丸组织检测曲细精管中带有荧光标记的细胞克隆数目。结果表明PLD6+细胞可在受体睾丸曲细精管中定植并增殖,产生的克隆数目是未分选细胞产生的克隆数目的 9倍,表明 PLD6+细胞富含精原干细胞。 (5)体外无饲养层条件下培养PLD6+细胞,并鉴定细胞类型。通过建立一个无饲养层的培养体系,可以在体外培养 PLD6+细胞,维持未分化状态 4周时间,并在整个培养期间表达未分化精原细胞的分子标记。表明PLD6+细胞仍具有干细胞特征。 综上所述,本研究表明 PLD6 可以作为猪未分化精原细胞的表面分子标记物,可用于高效富集性成熟前猪的未分化精原细胞。本项研究发现为进一步研究猪未分化精原细胞的体外培养奠定了基础,也为后续 PLD6 在其它物种雄性生殖细胞上的研究提供了理论参考。