在对人类青春期过程的首次基因组规模分析中，犹他大学(U)的Huntsman癌症研究所(HCI)的研究人员概述了青春期男性干细胞的明显变化和关键变化。 。他们进一步概述了睾丸激素以及产生睾丸激素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基础，可以使人们对人类健康的关键领域产生深刻见解，包括不育症和导致癌症和其他疾病的细胞变化。

这项研究今天发表在《细胞干细胞》杂志上，该研究由HCI癌症研究员，U U大学肿瘤学教授兼肿瘤学系主任Bradley Cairns博士与同事同事Jingjing Guo博士合作进行。 HCI的凯恩斯实验室，美国大学外科副教授James Hotaling博士和牛津大学人类遗传学副教授Anne Goriely博士。

青春期刺激了人类和其他哺乳动物的许多发育变化。青春期的特征包括肉眼容易看到的身体特征，例如快速生长。这些身体和荷尔蒙的变化预示着一个成熟的身体准备生殖的过程。

在睾丸中，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水平上引起了巨大的变化。借助新的基因组技术，研究人员能够检查整个器官中每个单个细胞中成千上万个基因的表达，从而为青春期的细胞行为提供了前所未有的见识。

睾丸内的几种细胞可调节生殖健康。就像人体从婴儿期到成年的过程一样，这些细胞也会随着人体的成熟而发生重大变化。这些细胞包括最终产生精子的精原干细胞，以及有助于形成睾丸部分的生壁细胞，例如生精小管，即在其中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，精原干细胞首先如何大量扩增。这些干细胞向减数分裂方向发展，减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式，可将亲本染色体的染色体数目减半，并且将男性X和Y性别的染色体分开，从而形成细胞，这些细胞在受精卵并随后大量发育后，最终将导致男性(含Y)或女性(含X)孩子。在青春期后期，这些干细胞致力于产生成熟的精子，其中包括能运动的尾巴。研究人员展示了在这个过程中形成干细胞小生境和伴侣分子的两种细胞(肌样细胞和Leydig细胞)是如何从共同的前体衍生而来，并在青春期早期成熟的。

这项研究的一个主要新颖见解是对成年女性的睾丸进行了首次基因组分析(个体在出生时被分配为男性，但自认是女性)。对于这些个体，在进行性别确认手术之前，先进行激素治疗，该治疗可引起长期睾丸激素抑制，从而可以检查缺乏睾丸激素的睾丸。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的重要见解。对来自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品相比，干细胞和其他细胞恢复了较早的发育状态。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：如果不再存在睾丸激素，

人类在青春期发生的主要变化会引起正常发育的许多功能，例如生殖健康和生育能力。但是，当这些过程出错时，可能会造成混杂的挑战。不孕是一个相对普遍的健康问题。大约50%的时间，根本原因归因于男性生殖功能，通常包括青春期期间发生的错误。研究小组希望，这些关于细胞如何发育的见识将有助于深入了解青春期的发育问题导致导致不育的变化。

该研究还有助于了解由于细胞过程错误而引起的癌症和其他疾病。凯恩斯说：“大多数时候，睾丸干细胞失调会引起睾丸癌。”“我们想了解这些变化如何导致睾丸肿瘤;但是，在确定预防或更有效地治疗这些癌症的方法之前，我们需要先了解正常情况。”