颠覆认知的垂体腺细胞新发现

弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的研究人员表明，促性腺激素（垂体中的细胞，在青春期和生殖过程中起着关键作用）来自两个不同的群体，其中大多数是在出生后产生的，而不是如前所想的在胚胎中产生的。

　　

弗朗西斯·克里克研究所的研究人员发现，垂体腺中的促性腺细胞在青春期和生殖过程中发挥关键作用，它们来自两个不同的细胞群体，其中大部分是在出生后而非胚胎期产生的，这与此前的观点不同。

更好地了解这些重要细胞的发育时间，可能有助于研究人员和临床医生理解并治疗影响青春期和生育能力的疾病。

垂体腺是位于头部中央并连接大脑的一个小腺体，其中的促性腺细胞会释放刺激卵巢或睾丸成熟并开始产生卵子或精子的激素。促性腺细胞最初在胚胎中出现，并在出生后数量增加。

克里克研究所的一个研究团队之前在垂体腺中发现了一群组织特异性干细胞，这些细胞可以自我更新或分化为构成该组织的任何细胞类型。

尽管这些干细胞在正常情况下没有明显功能，但它们在特殊情况下可以变成垂体腺中的任何激素细胞类型。如今，在今天发表于《Nature Communications》杂志的研究中，同一实验室确定这些干细胞在出生后产生了大部分促性腺细胞。

研究团队通过在小鼠实验中对干细胞进行遗传标记并追踪其在垂体腺中分化为不同类型细胞的后代，得出了这一结论。

通过从出生起至一年时间持续追踪标记，研究团队发现，干细胞池几乎完全变成了促性腺细胞，而非其他类型的垂体腺细胞。这一过程从出生开始，持续到小鼠的“小青春期”（即从出生后到青春期前的一段特定时期）。

研究还表明，这两个细胞群体位于垂体腺的不同区域，胚胎期产生的促性腺细胞在整个生命过程中保持原位，而出生后由干细胞衍生的促性腺细胞群体则在垂体腺中扩散。

制备促性腺细胞的“配方”

接下来，研究团队试图了解是什么刺激干细胞特异性地变成促性腺细胞。他们证实，这种刺激必须是体内存在的一种物质，因为当干细胞在实验室中被分离出来后，它们可以变成任何类型的垂体腺细胞，而不会像在幼年动物体内那样几乎完全变成促性腺细胞。

研究人员首先阻断了大脑中产生的一种叫做促性腺激素释放激素（GnRH）的激素，该激素刺激促性腺细胞释放激素。这导致卵巢和睾丸缩小，但并未阻止干细胞变成促性腺细胞，这表明GnRH并不是刺激它们发育的信号。同样，通过给小鼠使用化学阻断剂或移除卵巢和睾丸来去除性激素（如睾酮）也没有影响。

由于GnRH和性激素在促性腺细胞的生成中没有发挥作用，研究团队推测，生理环境的变化（如出生后离开母体）对于促性腺细胞在正确的时间发育可能很重要。

患有先天性低促性腺激素型性腺功能减退症（CHH）这种罕见遗传病的人不会产生GnRH。这意味着促性腺细胞不会被刺激去产生启动青春期的激素，从而导致性发育缺失或不完全。

与小鼠类似，人类也会经历小青春期，即垂体腺活动在出生后激增，持续数月到数年不等。研究人员认为，人类也可能存在这两群促性腺细胞，这表明促性腺细胞主要是在小青春期产生的。

这突出表明，在生命早期存在一个诊断像CHH这样的疾病或检查并干预促性腺细胞是否正常形成的机会窗口。更早地识别这些问题可以防止儿童在以后的生活中无法经历青春期。

“我们对垂体腺中这群体细胞的了解已有段时间了，但只有在合适的时间使用合适的工具，才能看到它们的重要性。与之前认为所有促性腺细胞都源于同一来源的观点不同，我们发现它们存在两个生成波，分别在出生前后。”

克里克干细胞生物学和发展遗传学实验室的首席实验室研究科学家、该研究的共同通讯作者卡琳·里佐蒂说。

该研究的第一作者、曾在克里克攻读博士学位的丹尼尔·谢里丹表示：“我们发现促性腺细胞主要是在出生后产生的，这一发现很重要，因为它突出了一个干预的机会，而如果它们主要是在胚胎期产生的，这种干预将很难进行。我们尚未发现是什么刺激干细胞变成促性腺细胞，这将有助于我们了解如何治疗影响青春期的疾病。”

克里克干细胞生物学和发展遗传学实验室的首席研究小组负责人、该研究的共同通讯作者罗宾·洛夫尔-贝奇说：“现在我们知道存在两个独立的促性腺细胞群体，我们就可以开始梳理在像CHH这样导致青春期延迟或缺失的疾病中，受影响的是哪一群细胞。下一步是在患有类似青春期疾病的小鼠中研究每一群细胞的作用。

研究团队与克里克的许多团队进行了合作，包括生物研究设施、基因修饰服务以及生物信息学和生物统计学、高级光学显微镜、基因组学、流式细胞术和组织病理学团队。