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猶他大學(xué)(UofU)的Huntsman癌癥研究所(HCI)的研究人員，對人類青春期發(fā)育過程進行了首次基因組水平的分析，概述了男性青春期干細(xì)胞發(fā)生的顯著而關(guān)鍵的變化。

他們進一步概述了睪丸激素和產(chǎn)生睪丸激素的細(xì)胞如何影響男性生殖器官中的干細(xì)胞。研究人員認(rèn)為，這項研究極大地增加了知識基礎(chǔ)，可以使人們對人類健康的關(guān)鍵領(lǐng)域產(chǎn)生深刻見解，包括不育癥和導(dǎo)致癌癥和其他疾病的細(xì)胞變化。這項研究發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上。

Bradley Cairns博士

青春期刺激了人類和其他哺乳動物的許多發(fā)育變化。青春期的特征包括肉眼可見的生理特征，比如快速生長。這些生理和激素的變化標(biāo)志著一個成熟的身體準(zhǔn)備生育的過程。

睪丸是制造和儲存精子并產(chǎn)生睪丸激素的男性生殖器官，青春期在細(xì)胞和生理水平上引起了巨大的變化。借助新的基因組技術(shù)，研究人員能夠檢查整個器官中每個單個細(xì)胞中成千上萬個基因的表達(dá)，從而為青春期的細(xì)胞行為提供了前所未有的了解。

睪丸內(nèi)的幾種細(xì)胞可調(diào)節(jié)生殖健康。就像人體從嬰兒期到成年的過程一樣，這些細(xì)胞也會隨著人體的成熟而發(fā)生重大變化。這些細(xì)胞包括最終產(chǎn)生精子的精原干細(xì)胞，以及有助于形成睪丸部分的生壁細(xì)胞，例如生精小管，即在其中形成精子的管狀結(jié)構(gòu)。

在這項研究中，研究人員描述了在青春期之前，精原干細(xì)胞首先如何大量擴增。這些干細(xì)胞向減數(shù)分裂方向發(fā)展，減數(shù)分裂是一種特殊的細(xì)胞分裂方式，可將親本染色體的染色體數(shù)目減半，并且將男性X和Y性別的染色體分開，從而形成細(xì)胞，這些細(xì)胞在受精卵并隨后大量發(fā)育后，最終將導(dǎo)致男性(含Y)或女性(含X)孩子。

在青春期后期，這些干細(xì)胞致力于產(chǎn)生成熟的精子，其中包括能運動的尾巴。研究人員展示了形成干細(xì)胞小生境和伴侶分子的兩個細(xì)胞(肌樣細(xì)胞和Leydig細(xì)胞)是如何從共同的前體衍生而來，并在青春期早期成熟的。

這項研究的一個主要新穎見解是對成年變性男性的睪丸進行了首次基因組分析。

對于這些個體，在進行性別確認(rèn)手術(shù)之前，先進行激素治療，該治療可引起長期睪丸激素抑制，從而可以檢查缺乏睪丸激素的睪丸。

通過使用手術(shù)后捐贈的樣本，研究人員發(fā)現(xiàn)了睪丸激素在維持睪丸發(fā)育中的作用的重要作用。對來自變性男性睪丸細(xì)胞的基因組分析表明，與來自男性青少年的樣品相比，干細(xì)胞和其他細(xì)胞恢復(fù)了較早的發(fā)育狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，睪丸激素對于維持睪丸的成熟狀態(tài)至關(guān)重要：如果不再存在睪丸激素，睪丸就會恢復(fù)到較早的發(fā)育狀態(tài)。

人類在青春期發(fā)生的主要變化在正常發(fā)育中產(chǎn)生了許多功能，如生殖健康和生育能力。但是，當(dāng)這些過程出錯時，可能會產(chǎn)生混淆的挑戰(zhàn)。不孕是一個相對常見的健康問題。大約50%的情況下，根本原因歸因于男性生殖功能，通常包括發(fā)生在青春期的錯誤。研究小組希望，這些關(guān)于細(xì)胞如何發(fā)育的見識，將有助于深入了解青春期的發(fā)育問題導(dǎo)致導(dǎo)致不育的變化。

該研究還有助于了解由于細(xì)胞過程錯誤而引起的癌癥和其他疾病。研究人員表示，大多數(shù)時候，睪丸干細(xì)胞失調(diào)會引起睪丸癌。他們想了解這些變化如何導(dǎo)致睪丸腫瘤;但是，在確定預(yù)防或更有效地治療這些癌癥的方法之前，我們需要先了解正常情況。

在青少年中，癌癥和生殖健康通過一種被稱為腫瘤生殖的醫(yī)學(xué)過程相互交叉。也就是說，研究如何保持青少年和青年癌癥患者的生育能力，他們的生殖健康和生育能力可能受到癌癥的影響，或由于癌癥治療的副作用。

研究人員表示，一些化療可能導(dǎo)致年輕的癌癥患者不能生育，化療可能導(dǎo)致他們的干細(xì)胞發(fā)生變化。他們希望和期望是，研究將提供一個基礎(chǔ)，通過更好地了解這些干細(xì)胞如何生存、支持和發(fā)展，為受癌癥影響的年輕男性的生殖健康提供支持。