塞爾托利細胞（Sertoli cells）是高度計劃的睪丸支持細胞，在精子發生過程中其能同時培育出多個階段的生殖細胞，塞爾托利細胞中極性蛋白復合體的正確定位（包括負責血睪屏障形成的蛋白）對于精子發生至關重要；然而，目前科學家們并不是非常清楚塞爾托利細胞極化的機制和發育時間。近日，一篇發表在國際雜志Cell Reports上題為“Cdc42 activity in Sertoli cells is essential for maintenance of spermatogenesis”的研究報告中，來自辛辛那提兒童醫院醫學中心等機構的科學家們通過研究揭示了當特定的基因無法在正確的時間里發揮左右時，精子細胞的產生是如何出錯的。

塞爾托利細胞Cdc42的特異性剔除或會導致成年睪丸中生殖細胞的完全喪失。

圖片來源：Anna Heinrich, et al. Cell Reports, 2021; 37 (4): 109885 DOI:10.1016/j.celrep.2021.109885

研究者Falco博士說道，深入理解Cdc42如何在男性生殖細胞中發揮作用或能提供關鍵的信息來利用該基因作為一種不育癥或睪丸功能下降的潛在生物標志物；文章中，研究人員重點對塞爾托利細胞進行了研究，其排列于睪丸中稱之為曲細精管的狹長管道內壁中，而精子就在其中產生；塞爾托利細胞有時候被稱為護理細胞，其能充當對接站的角色，來為發育中的精子細胞提供營養物質。

在小鼠模型實驗中，研究人員發現，當Cdc42基因缺失或不發揮功能時，其就會破壞塞爾托利細胞的極性，這就意味著，一些細胞可能會在曲細精管內附著或方向表現不正確；錯位的細胞支持精子的能力就會減弱，而一些錯位的塞爾托利細胞則會死亡，所有這些都會降低睪丸產生持續供應精子的能力。此外研究者們還了解到，這種精子產生過程的干擾會發生在成年人的睪丸中，但不會發生在青少年的睪丸組織中。

在美國近七分之一的夫妻表現為不孕不育，在很多情況下男性的不育癥扮演著關鍵角色；有很多的不孕不育癥的案例可以追溯到塞爾托利細胞功能的失調，然而截止到目前研究人員并不是非常清楚；但從理論上來講，改善塞爾托利細胞功能的療法或許就能改善男性精子的產生；而直接嘗試改變Cdc42基因或許不太可能是一種選擇，至少在短期內不會；這是因為該基因在機體中發揮著多方面的作用；因此研究人員很難在不影響其它器官、細胞類型或細胞過程的前提下來特異性地靶向作用睪丸中的基因。

此外，即使是一種療法局限于塞爾托利細胞中，其所產生的任何遺傳變異或許都會帶來很大的風險，包括潛在的未知副作用等。研究者De Falco說道，由于這些原因，就必須為規范、測試和證實基因編輯技術在人類患者中的應用設定一個較高的標準。而更有可能的是，這些經驗知識或許還能支持開發改進型的診斷測試技術來更好地識別出引發男性不育癥的原因。目前，對塞爾托利細胞功能障礙的診斷往往需要盡進行活組織檢查；如果一種無創技術能夠揭示一個兒童在成年后出現高風險的錯位塞爾托利細胞的風險，那么這名個體或許就能從睪丸或精子生物樣本庫中獲益。

圖片來源：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)01355-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124721013553%3Fshowall%3Dtrue

盡管此前從事生殖科學研究的科學家們提出了關于Cdc42在男性生育力中所扮演角色的質疑，但本文研究或許將這一研究繼續向前推進了一步。如今研究者發現，Cdc42基因是周圍神經元功能所必需的，其或許能通過調節細胞極性來實現；而Cdc42的突變或許會干擾塞爾托利細胞的功能，因為其是一種類似于神經元的高度極化的細胞類型，于是研究人員就能利用相同的小鼠模型進行研究，因為其也能在塞爾托利細胞中剔除Cdc42基因。

研究人員計劃進一步研究來探索參與男性不育癥發生的其它類型細胞中是否也存在細胞極性的功能障礙。比如，當分化為精子時，生殖細胞就是一種非常極化的細胞，其具有頭尾相接的形態；而觀察Cdc42是否能像對塞爾托利細胞那樣調節精子細胞的極性，這也將會使非常有趣的；于是研究人員就想通過研究闡明是否細胞極化對于其它睪丸中的細胞類型而言是至關重要的，比如免疫細胞、血管細胞和產生類固醇的睪丸間質細胞等。綜上，本文研究結果表明，Cdc42對于塞爾托利細胞的極性和維持穩定的精子產生至關重要。（世聯博研(Bioexcellence)世聯博研Bioexcellence）

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