تاثير ريز محيط بيضه بر تكثير سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني افراد آزواسپرميا

The Effects of Testicular Microenvironment on Proliferation of Spermatogonial Stem Cells in Azoospermia Patients

هدف: هدف اين تحقيق در قدم اول بررسي بافت بيضه بيماراني است كه طي يك سال گذشته دچار توقف فرآيند اسپرم‏زايي شده‌اند و در قدم دوم پيدا كردن روش‌هاي مناسب براي برطرف كردن موانع توقف اسپرم‏زايي است. مواد و روش‌ها: سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني پس از استخراج از بيضه بيماران در سه گروه قرار گرفتند: 1) كشت به تنهايي و بدون لايه حمايت‌كننده، 2) كشت سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني روي سلول‌هاي سرتولي خود بيمار و 3) كشت سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني بر سلول‌هاي سرتولي شخص سالم. در مرحله بعد تعداد و قطر كلوني‌هاي مشتق از سلول‌هاي بنيادي و نيز درصد بقاي سلول‌ها اندازه‌گيري شد. وجود سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني در مراحل مختلف كشت با استفاده از روش‌هاي ايمنوسيتوشيمي، آلكالين فسفاتاز و زنوترانسپلنت به بيضه موش مدل آزواسپرمي اثبات شد. نتايج: در ريز محيط حاصل از سلول‌هاي سرتولي شخص بيمار پس از گذشت 3 هفته از كشت، كلوني‌هايي با تعداد و قطر بيشتر مشاهده شد ( (17±213 ميكرومتر و4±1/36 عدد)؛ اما نسبت بيان ژن‌هاي اختصاصي سلول‌هاي جرم (شامل: Stra8 و Vasa) بر خلاف ژن پرتواني (Nanog) در گروه هم‌كشتي با سرتولي شخص سالم بيشتر بود (3/2 و 2/2 در مقابل 45/0). پس ازپيوند زنوگرافت سلول‌هاي اسپرماتوگوني انساني به موش مدل آزواسپرمي، اين سلول‌ها روي قاعده لوله‌هاي مني‌ساز موش مستقر شدند كه اين مسيله ماهيت آن‌ها را تاييد كرد. نتيجه‌گيري: براي غلبه بر توقف اسپرم‏زايي مشاهده شده در گروه هم‌كشتي سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني روي سلول‌هاي سرتولي خود بيمار، مي‌توان سلول‌هاي بنيادي اسپرماتوگوني را روي لايه سلول‌هاي سرتولي شخص سالم كشت داد. نتايج حاصل از اين مطالعه مي‌تواند در كمك به شروع مجدد اسپرم‏زايي در بيماران سرطاني كه قبلاً در معرض شيمي درماني يا اشعه درماني بوده‌اند موثر باشد.

Objective: This study aims to investigate the testes cultures of patients with previous histories of maturation arrest in spermatogenesis and find the appropriate methods to overcome this problem. Methods: We divided spermatogonial stem cells (SSCs) isolated from testes biopsies into 3 groups: 1) culture of SSCs without feeder layer; 2) co-culture of SSCs with patient-derived Sertoli cells; and 3) co-culture of SSCs on Sertoli cell feeder layer derived from healthy donors. We calculated the numbers and diameters of stem cell-derived colonies and the percentage of cell viability in the different groups. The presence of SSCs at different culture times was determined by immunochemistry, alkaline phosphatase, and xenotransplantation of SSCs into an azoospermic mouse model. Results: The microenvironment of the feeder layer derived from the patient’s own Sertoli cells produced numerous (36.1±4) large colonies (213.2±17 µm) after 3 weeks of culture. However, the ratio of germ cell-specific expressions of Stra8 (2.3) and Vasa (2.2) was more than the pluripotency gene, Nanog (0.45) in SSCs cultured on the Sertoli cell layer of a healthy person. After xenotransplantation of human SSCs into the testis of an azoospermic mouse model, we observed that the cells grow on basement membrane of seminiferous tubules, which confirmed their nature. Conclusion: SSCs could be co-cultured with Sertoli cells derived from healthy donors in order to overcome the arrest of spermatogenesis observed in the co-culture of SSCs with patient-derived Sertoli cells. The results of the present study indicated that spermatogenesis could possibly be resumed in cancer patients previously treated by chemotherapy and?or radiotherapy.