单细胞RNA测序揭示跨性别女性睾丸中支持细胞异常增多及生精微环境损伤的分子机制

本研究针对跨性别女性(transfemales)接受性别肯定激素治疗(GAHT)后睾丸生精功能异常的临床问题，通过单细胞转录组测序技术解析了49,385个睾丸细胞的分子特征。研究发现GAHT导致生精细胞显著减少的同时，支持细胞(Sertoli cell)数量异常增加，并伴随β-catenin核转位、胶原纤维浸润等微环境改变。该研究首次揭示了Wnt/β-catenin信号通路在支持细胞-生精细胞互作中的关键作用，为理解激素治疗导致的睾丸损伤提供了新视角。

　　

在人类生殖健康领域，跨性别群体的医疗需求日益受到关注。跨性别女性(transfemales)通过性别肯定激素治疗(GAHT)实现生理特征转变，但雌激素与抗雄激素联合治疗对睾丸组织的长期影响仍不明确。既往研究表明GAHT会导致生精障碍，然而其分子机制犹如"黑箱"——特别是支持细胞(Sertoli cell)作为生精微环境的核心调控者，在激素治疗下的动态变化尚未被系统揭示。这一知识空白不仅影响临床生育力保存策略的制定，也阻碍了对激素调控睾丸稳态机制的深入理解。

南通大学医学院生殖医学研究所的研究团队在《Cell》发表的重要研究，通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)技术绘制了跨性别女性睾丸的单细胞图谱。研究人员整合了12例捐赠者(包括6例成人、2例跨性别女性和4例青少年)的49,385个睾丸细胞数据，结合免疫荧光染色、qPCR和Masson染色等技术，发现GAHT导致生精细胞急剧减少的同时，每个曲细精管中支持细胞数量意外增加1.8倍。这种"细胞比例倒置"现象伴随着β-catenin核转位、胶原纤维浸润等微环境改变，最终破坏支持细胞-生精细胞的正常互作。

关键技术方法包括：1) 单细胞转录组测序分析不同发育阶段人类睾丸细胞组成；2) 伪时间轨迹分析揭示生精细胞分化障碍；3) CellPhoneDB算法解析细胞互作网络；4) 免疫组化验证β-catenin核定位；5) Masson三色染色显示胶原沉积。这些多组学技术的联合应用，使研究团队能够从单细胞分辨率捕捉睾丸微环境的精细变化。

生精细胞分化严重受损
通过DDX4免疫荧光染色和单细胞测序分析，发现跨性别女性睾丸中精原干细胞(SSCs)和精原细胞(SPGs)数量减少85%，而精母细胞和精子细胞几乎完全缺失。伪时间轨迹分析显示，生精过程在精原细胞阶段即发生阻滞，GSEA分析证实"精子发生"、"精子细胞分化"等通路显著抑制。

支持细胞介导的核心特征
研究最意外的发现是WT1⁺支持细胞数量异常增加，且β-catenin出现核转位。免疫荧光显示核β-catenin⁺支持细胞比例增加3.2倍，伴随DCN、MGP等细胞外基质基因上调。Masson染色证实胶原纤维侵入曲细精管管腔，破坏了生精微环境的完整性。

差异基因的转录特征
GO分析显示上调基因富集于"胶原细胞外基质"、"黏着斑"等通路，而下调基因涉及"精子鞭毛组装"、"受精"等生殖相关功能。关键因子BOD1L2和SMCP的表达量下降70%，这些分子可能参与维持支持细胞的正常功能。

细胞互作网络重构
CellPhoneDB分析揭示支持细胞与精原干细胞的互作增强，特别是MIF-CD74、INHA-TGFBR3等配体-受体对的活性改变，可能是微环境紊乱的信号传导基础。

这项研究首次系统阐释了GAHT导致睾丸损伤的细胞分子机制：雌激素/抗雄激素治疗通过激活支持细胞的Wnt/β-catenin信号通路，引发细胞比例失衡和胶原沉积，最终破坏生精微环境稳态。该发现不仅为跨性别女性的生育力保存提供了新靶点——如β-catenin核转位可作为治疗监测的生物标志物，也为理解环境雌激素(如BPA)对男性生殖系统的危害机制提供了参照。研究揭示的"支持细胞-生精细胞互作"调控网络，更拓展了我们对睾丸微环境稳态维持的认知边界。

从临床转化角度看，这些发现提示监测支持细胞数量和β-catenin定位可能评估GAHT的睾丸毒性。未来研究可探索Wnt通路抑制剂是否能够缓解激素治疗导致的生精障碍，为开发"保精型"激素治疗方案奠定理论基础。该研究建立的跨性别睾丸单细胞图谱，也将成为生殖毒理学和男性不育研究的重要资源。