特発性無精子症患者2名から得られた誘導多能性幹細胞は、原始生殖細胞の運命を決定するための分化能が損なわれていることを示している

Induced Pluripotent Stem Cells Derived From Two Idiopathic Azoospermia Patients Display Compromised Differentiation Potential for Primordial Germ Cell Fate.

• Fang Fang
• Zili Li
• Qian Zhao
• Zhen Ye
• Xiuli Gu
• Feng Pan
• Honggang Li
• Wenpei Xiang
• Chengliang Xiong

抄録

現在のところ、ほとんどの非閉塞性無精子症（NOA）の病因は明らかにされていません。ここでは、特発性NOA患者2名からiPSCsを樹立し、原始生殖細胞様細胞（PGCLCs）に分化させました。NOA患者特異的iPSCsは、正常な受胎可能な男性由来のiPSCsと比較して、PGLC形成の効率が低下していることが明らかになった。特に、NOA患者特異的iPSCs由来の胚は、初期原始生殖細胞（PGC）遺伝子の発現に欠陥があることが明らかになった。トランスクリプトーム解析の結果、すべてのiPSC株から分化したPGCLCにおいて、ヒトPGC主要遺伝子の発現パターンは概ね類似しており、異なる発現を示す遺伝子は細胞周期やアポトーシス制御の遺伝子オントロジー（GO）に富むことが明らかになった。さらに、NOA患者特異的iPSC由来のPGLCは、エピジェネティックなリプログラミングを非常に早い段階で開始した可能性がある。このように、NOA患者特異的iPSCsは生殖細胞誘導に対する応答性が悪く、これはアポトーシスの制御に関係している可能性があると考えられた。これらの知見は、男性不妊のメカニズムに関する今後の研究の基礎となるものです。

At present, the etiology of most non-obstructive azoospermia (NOA) remains unclear. generation of patient-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs) is an effective approach for exploring the mechanisms of human disease. Here, we established iPSCs from two patients with idiopathic NOA and differentiated them into primordial germ cell-like cells (PGCLCs) . Compared with iPSCs derived from normal fertile men, the NOA patient-specific iPSCs show decreased efficiency of PGCLC formation . Particularly, the embryoids derived from NOA patient-specific iPSCs show defects in the expression of early primordial germ cell (PGC) genes. The transcriptome analysis reveals the expression patterns of key human PGC genes are generally similar in PGCLCs differentiated from all iPSC lines, and the differentially expressed genes were enriched with gene ontology (GO) of cell cycle and apoptosis regulation. Moreover, the PGCLCs derived from NOA patient-specific iPSCs might have initiated epigenetic reprogramming at a very early stage. Thus, the NOA patient-specific iPSCs exhibit poor response to germ cell induction , which may be related to the regulation of apoptotic process. These findings provide a foundation for future research on mechanism of male infertility.

Copyright © 2020 Fang, Li, Zhao, Ye, Gu, Pan, Li, Xiang and Xiong.