跨性别女性睾丸组织来源的类器官模型：雄激素生成与细胞重构的新突破

研究团队利用跨性别女性(trans women)睾丸组织成功构建具有双区室结构、能持续分泌睾酮(testosterone)的睾丸类器官(organoids)。该模型解决了人类未成熟睾丸组织稀缺的难题，为男性生殖健康研究、生殖毒理学(reproductive toxicology)和内分泌干扰研究提供了伦理可持续的人源模型，其睾酮产量达660.0±567.1 ng/mL并能响应促性腺激素(hCG)刺激。

　　

男性生殖健康研究长期面临人类睾丸模型稀缺的困境。全球约17.5%人口受不孕症困扰，其中50%与男性因素相关。环境污染物作为内分泌干扰物(EDCs)可导致从胎儿期开始的男性生殖功能障碍，但目前评估方法主要依赖动物实验，存在种属差异大、伦理争议和成本高等问题。睾丸类器官作为微型体外器官模型，能模拟睾丸组织学和功能，但人类未成熟睾丸组织来源有限，而成年组织形成的类器官睾酮产量低且缺乏组织结构。跨性别女性睾丸组织(trans tissue)因性别确认手术大量可得，且经激素治疗后呈现" rejuvenation"现象，成为潜在替代来源。

研究采用单细胞悬液三维培养技术，使用3D Petri Dish^?平台培养来自11例跨性别女性、5例成年顺性别男性、3例青春期前和3例青春期捐赠者的睾丸组织。通过免疫荧光染色、电化学发光免疫分析(ECLIA)和RNA测序等技术，评估类器官形成效率、睾酮产量和转录组特征。关键发现包括：

1. 1.

   Trans tissue can form cytotypic and compartmentalised organoids

   跨性别组织成功形成具有双区室结构的类器官，外层含支持细胞(SOX9⁺/WT1⁺)和生殖细胞(MAGEA4⁺/hVASA⁺)，核心含肌样细胞(ACTA2⁺)。免疫荧光证实类器官包含所有主要睾丸细胞类型，冷冻保存不影响结构形成。7/11例形成理想双区室结构，AMH⁺/AR⁺小管比例(p=0.0119)和激素治疗时长(p=0.0121)是预测成功的关键因素。

2. 2.

   Trans organoids produce testosterone levels comparable to prepub organoids

   双区室类器官睾酮产量(660.0±567.1 ng/mL)显著高于不规则结构(2.5±2.1 ng/mL,p=0.0061)，与青春期前类器官(418.0±200.2 ng/mL)相当，远高于成年类器官(1.8±0.5 ng/mL,p=0.0025)。

3. 3.

   Testosterone production is maintained for at least two months in trans organoids

   长期培养显示睾酮产量在第7-21天达峰后稳定在≈73 ng/mL，添加1-100 IU/L hCG未见显著影响。100天培养证实类器官长期存活能力。

4. 4.

   Trans organoids respond to high levels of hCG after 14 days in culture

   去除KnockOut血清替代物(KSR)后，4500 IU/L hCG能维持睾酮水平(p=0.0384)，提示高剂量促性腺激素可激活类固醇生成。

5. 5.

   Cell proportions in trans organoids resemble those found in prepub and pub tissues

   去卷积分析显示类器官胎儿型支持细胞(40.6±9.6%)和间质细胞(8.3±3.0%)比例接近青春期前组织，但肌样细胞比例显著降低(p=0.0004)。不规则结构类器官显示间质细胞减少(p=0.0095)和内皮细胞增加(p=0.019)。

6. 6.

   Organoid architecture depends on the cell composition of the tissue from which it derived

   供体组织中肌样细胞比例低更易形成双区室结构(p=0.0095)，提示细胞组成决定自组织潜力。

7. 7.

   Organoids at day 14 are functionally related to prepub and trans tissues

   转录组分析将类器官与青春期前和跨性别组织聚类，共享细胞分化、粘附和代谢相关基因表达模式。差异表达基因富集于细胞运动(如GO:0048870)和免疫激活(如GO:0045321)等通路。

该研究首次证明跨性别睾丸组织可构建功能类器官，解决了人类睾丸研究中的组织来源瓶颈。模型具有三大优势：(1)伦理可持续性，利用本将废弃的手术组织；(2)功能完整性，维持睾酮生成达两月以上；(3)结构仿真性，再现睾丸双区室组织。未来可应用于：(1)内分泌干扰物筛查，利用其动态睾酮分泌特征模拟不同发育窗口；(2)生殖毒性评估，研究毒物对血睾屏障和生殖细胞的影响；(3)生育力保护，为不育患者提供体外配子发生平台。研究局限性包括激素数据采集时间不一致和单细胞测序验证缺乏，未来需优化培养条件促进生精上皮形成。这项发表于《Human Reproduction Open》的成果，为男性生殖研究提供了革命性的人源模型，推动从动物实验向新方法评估(NAMs)的转变。