首次对青春期进行基因组研究，揭示了发育与癌症的关系
在人类青春期过程的首次基因组规模分析中，犹他大学(U of U)亨茨曼癌症研究所(HCI)的研究人员概述了青春期男性干细胞的独特而关键的变化。他们进一步概述了睾酮以及产生睾酮的细胞如何影响男性生殖器官中的干细胞。研究人员认为，这项研究极大地增加了知识的基础，可能会对人类健康的关键领域产生深刻的见解，包括不孕不育和导致癌症和其他疾病的细胞变化。
这项研究发表在今天的杂志上细胞干细胞，由HCI癌症研究员、哈佛大学肿瘤科学教授兼主席Bradley Cairns博士领导，与HCI凯恩斯实验室博士后郭景涛博士、哈佛大学外科副教授James Hotaling医学博士和牛津大学人类遗传学副教授Anne Goriely博士合作。
青春期刺激了人类和其他哺乳动物的许多发育变化。青春期的特征包括物理特性肉眼很容易看到，就像快速生长。这些生理和荷尔蒙的变化标志着一个成熟的身体为生育期做准备的过程。
睾丸是制造和储存精子并产生睾丸激素的男性生殖器官，青春期在细胞和生理层面上带来了巨大的变化。得益于新的基因组技术，研究人员能够检查整个器官中每个单个细胞中数千个基因的表达，为青春期的细胞行为提供了前所未有的见解。
睾丸内有几种类型的细胞调节生殖健康。就像人体从婴儿期到成年期的变化一样，随着身体的成熟，这些细胞也会发生重大变化。这些细胞包括最终产生精子的精原干细胞，以及帮助形成睾丸部分的小生态位细胞，如生精小管，一种形成精子的管状结构。在这项研究中，研究人员描述了在青春期之前，精原干细胞的数量是如何首次显著增加的。这些干细胞朝着减数分裂的方向发展，减数分裂是一种特殊类型的细胞分裂，它将亲本细胞的染色体数量分成两半，并分离男性X和Y性染色体以产生细胞，在卵子受精和大量后续发育后，最终会产生男性(含Y)或女性(含X)的孩子。在青春期后期，这些干细胞致力于创造成熟的精子，其中包括用于运动的尾部部分。研究人员展示了形成干细胞生态位并伴随这一过程的两种细胞——肌样细胞和Leydig细胞——是如何从一个共同的前体衍生而来，并在青春期早期成熟的。
这项研究的一个重要的新颖见解是首次对成年变性女性(出生时被指定为男性，但自认为是女性的个体)的睾丸进行基因组分析。对于这些人，性别确认手术之前进行激素治疗，诱导长期睾酮抑制，使检查睾丸缺乏睾酮。通过使用手术后捐赠的样本，研究人员发现了睾丸激素在维持睾丸发育中的作用。对变性女性睾丸细胞的基因组分析表明，与来自男性青少年的样本相比，变性女性睾丸细胞的干细胞和其他细胞恢复到更早的发育状态。因此，凯恩斯和他的同事们发现睾丸激素对于维持睾丸的成熟状态至关重要:如果睾丸激素不再存在，睾丸就会恢复到早期的发育状态。
人类在青春期发生的主要变化在正常发育中产生了许多功能，如生殖健康和生育能力。但是，当这些过程出错时，就会产生令人困惑的挑战。不孕症是一个相对普遍的健康问题。在大约50%的情况下，潜在的原因是男性的生殖功能，这通常包括青春期发生的错误。研究小组希望这些关于细胞如何发育的见解将有助于深入了解在发育问题发生时发生了什么青春期导致不孕的变化。
这项研究还有助于了解癌症和其他由于细胞过程错误而引起的疾病。凯恩斯说:“大多数情况下，睾丸癌是由于睾丸中的干细胞调控不当而产生的。”“我们想了解这些变化是如何导致睾丸肿瘤的;然而，在我们能够找到预防或更有效地治疗这些癌症的方法之前，我们需要知道通常应该发生什么。”
在青少年中，癌症和生殖健康通过一种叫做癌性生殖的医学过程相互交织;也就是说，研究如何保持青少年和年轻成人癌症患者的生育能力，他们的生殖健康和生育能力可能受到癌症的影响，或由于癌症治疗的副作用。“一些化疗可能导致患有癌症的年轻男性不能生育孩子——化疗可能导致他们的干细胞发生变化细胞凯恩斯说。“我的希望和期望是，我们的研究将为创建选项提供基础，以支持受艾滋病影响的年轻男性的生殖健康癌症通过更好地理解这些干细胞生存，得到支持，发展。”
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