Cell Stem Cell：青春期的基因组学

来源：生物通

近日，犹他大学Huntsman癌症研究所等机构的研究人员首次对青春期过程开展基因组分析，并将结果发表在《Cell Stem Cell》杂志上。

一提到青春期，恐怕父母们都心有余悸。以往那个听话的宝宝不见了，取而代之的是叛逆的“中二”少年。在这段时期，人体经历了怎样的变化过程？近日，犹他大学Huntsman癌症研究所等机构的研究人员首次对青春期过程开展基因组分析，并将结果发表在《Cell Stem Cell》杂志上。

研究人员报道了男性干细胞在青春期时的独特变化，以及睾酮和产生睾酮的细胞如何影响男性生殖器官中的干细胞。他们认为，这些成果有助于人们更加深入地了解人类健康的重要领域，包括不育症以及癌症和其他疾病。

青春期是人体迅速生长发育的关键时期，也是继婴儿期之后，人生第二个生长发育的高峰期。青春期的特征包括第二性征的出现和生长加速。这些身体和激素的变化预示着人体已经为生殖做好了准备。

睾丸，这个制造和储存精子并产生睾酮的男性生殖器官，在青春期经历了巨大的变化。借助新的基因组学技术，研究人员对整个器官中的所有单细胞进行分析，以检测每个细胞中数千个基因的表达。这种单细胞的转录图谱可帮助人们了解青春期的细胞行为。

睾丸中存在着几种类型的细胞，包括最终产生精子的精原干细胞以及一些有助于形成睾丸的niche细胞。在人体从婴儿期到成年期的过程中，这些调节生殖健康的细胞也会随着身体的成熟而发生重大变化。

在这项研究中，研究人员发现在青春期之前，精原干细胞首先大量扩增。而在青春期后期，这些干细胞则致力于产生成熟的精子，其中包括帮助精子运动的尾巴。他们还展示了形成干细胞niche的两种细胞（肌样细胞和睾丸间质细胞）如何从共同的前体发育而来，并在青春期早期成熟。

这项研究的独特之处在于对一名成年变性女性的睾丸进行了基因组分析。在接受变性手术之前，此个体曾接受激素治疗，以抑制睾酮。通过手术后捐赠的样本，研究人员发现了睾酮在维持睾丸发育中的作用。与青春期男性相比，干细胞及其他细胞恢复到较早的发育状态。因此，他们认为睾酮对维持睾丸的成熟状态至关重要。

在青春期发生的这些变化会影响人类的许多功能，如生殖能力。不孕不育已经是一个相当普遍的健康问题。男性问题大约占了50%，这往往包括青春期发生的错误。他们希望，这些关于细胞如何发育的见解能帮助人们了解青春期的发育问题如何导致不育。

这些结果也有助于了解因细胞过程错误而引起的癌症及其他疾病。通讯作者Bradley Cairns表示：“在大多数情况下，睾丸癌是因睾丸中的干细胞失去控制而引起。我们想了解这些变化如何导致睾丸肿瘤；不过，我们需要先了解正常情况，才能确定预防或治疗这些癌症的方式。”

参考文献：

The Dynamic Transcriptional Cell Atlas of Testis Development during Human Puberty