恒河猴睾丸发育过程中体细胞与生殖细胞成熟的转录组学解析及其对人类生殖医学的启示

本研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术系统解析了恒河猴从胚胎期到出生前（W5-W19）睾丸发育的动态过程，揭示了支持细胞（Sertoli cells）、间质成纤维细胞（interstitial fibroblasts）和原始生殖细胞（PGCs）在性别决定后的关键转录变化。研究发现W8-W15期间体细胞（SOX9+/AMH+ Sertoli细胞和NR2F2+间质细胞）发生显著转录重编程，伴随生精小管（seminiferous cords）成熟和PGCs向胎儿精原细胞（T1/T2 spermatogonia）分化。首次鉴定出MSL3作为第二孕期生殖细胞标志物，为干细胞重建睾丸生态位（niche）提供分子靶点，对男性不育治疗和生殖医学研究具有重要转化价值。

　　

恒河猴睾丸发育的时空图谱

Significance
这项研究填补了灵长类睾丸发育第二、三孕期的知识空白。通过恒河猴模型，首次系统描绘了从胚胎期（W5）到出生前（W19）的睾丸细胞成熟轨迹，揭示了支持细胞和间质成纤维细胞在性别决定后的转录重编程事件，为人类睾丸疾病建模和干细胞疗法提供关键靶点。

Cellular Changes Occur Between W8 and W15
组织学分析显示，W8时睾丸已形成生精小管雏形，支持细胞（SOX9⁺）充满小管腔，而到W19时其核定位转向基膜侧。间质区从W8的松散间充质逐渐分化为定向排列的成纤维细胞网络，伴随睾丸白膜（tunica albuginea）血管网络复杂化。单细胞转录组数据证实，W8的间质细胞高表达细胞周期基因（MKi67⁺占比11.55%），到W15时骤降至6.18%，提示间质区从增殖期进入分化期。

Sertoli Cell Maturation Links to Cord Remodeling
支持细胞在W8-W15发生1,000余个差异基因表达，包括肌球蛋白MYH7在W8特异性表达，而肌动蛋白捆绑蛋白ESPN在W19才出现。通路分析显示早期支持细胞富集JAK2信号，后期则激活FGF通路和血睾屏障相关基因。有趣的是，AMH蛋白在W19呈现异质性表达，暗示支持细胞开始功能分化。

Interstitial Fibroblast Transition
W8的ACTA2⁺管周肌样细胞（PMCs）首次出现于生精小管周围。间质成纤维细胞在W8高表达GATA3和IGF2BP1等前体标志物，到W15则转向ECM重塑相关基因（如MFAP5）。免疫荧光证实SMA⁺细胞从W8开始包绕生精小管，构成结构支撑网络。

Germ Cell Fate Specification
生殖细胞在W15启动从原始生殖细胞（NANOG⁺/TFAP2C⁺）向胎儿精原细胞（PIWIL4⁺）转化，W19时48.67%细胞完成转变。伪时序分析发现雄性致死基因MSL3在过渡期特异性表达，其蛋白定位于PIWIL4⁺生殖细胞，可能参与X染色体剂量补偿。

Sex-Determination Window
关键发现是恒河猴性别决定发生于W5-W6：SOX9在W5的2/3样本中异质表达，而AMH表达滞后至W6。睾酮合成酶CYP17A1直到W8才在间质区检测到，与人类胚胎8周时的内分泌功能激活相符。

Discussion
该研究建立了恒河猴睾丸发育的跨孕期分子地图，揭示第三孕期主要是组织结构精细化而非新细胞命运决定。支持细胞和间质细胞的转录成熟先于生殖细胞分化，提示体细胞微环境驱动生殖细胞发育。MSL3的发现为生殖细胞表观调控提供新视角，而间质区ECM重塑相关基因（如MFAP5）可能成为干细胞构建睾丸类器官的关键靶点。未来研究需结合蛋白质组学，解析转录后调控如何影响睾丸晚期发育事件。