生殖健康取决于生殖细胞的正常发育。在人类中,FGC的发展是一个复杂的协调过程。在指定后,FGCs经历全基因组的表观遗传重编程和转录重置,这对生殖细胞命运承诺至关重要。与此同时,女性FGCs中的X染色体被重新激活(XCR),并且女性FGCs中X连锁基因的剂量大约是男性FGCs的1.6倍。此外,男性FGCs中x连锁基因与常染色体基因的表达比低于1,也低于周围体细胞,这意味着男性FGCs的发育需要相对低剂量的X连锁基因。KS患者多出一条X染色体会对生育能力造成灾难性后果,使KS成为男性不育最常见的遗传原因。它发生在600个男性个体中约1个,占无精子症病例的10-12%。
KS患者在青春期前会经历大量的生殖细胞损失,其潜在机制尚不清楚。由于青春期KS患者生殖细胞的大量消耗,及时诊断青春期KS患者的挑战以及技术限制,仅记录了有限的性腺体细胞分子异常。KS不育的根本原因和起始事件,特别是生殖细胞的早期发育缺陷和相关的分子失调,仍不清楚。
KS型FGCs发育缺陷示意图(图源自Nature)
在这里,研究人员对KS FGCs进行了全面的研究,描述了它们的特定缺陷、X染色体状态、转录和表观遗传畸变、细胞-细胞通信模式和潜在的治疗候选者。该研究发现克氏综合征患者的FGC中额外X染色体未发生失活,导致X连锁基因表达上调,这些基因过度激活了WNT通路和TGF-β通路,同时使细胞周期更加活跃,阻碍了FGC的正常分化,使大多数FGC停留在早期阶段。
另一方面,克氏综合征胎儿支持细胞和晚期FGC之间的互作异常,影响了晚期FGC向睾丸索基底部的迁移;克氏综合征患者FGC的发育阻滞和迁移受损,将导致后续阶段的生殖细胞(精原干细胞)数量减少,这可能是克氏综合征患者出生后生殖细胞减少的重要原因;体外研究还发现TGF-β通路抑制剂可以显著改善克氏综合征患者FGC的发育阻滞。该研究为克氏综合征患者不育的发病机制提供了重要见解,为早期治疗提供了重要的理论依据。
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