2019年11月11日，kaiyun体育官方网站纪家葵课题组在《eLife》杂志在线发表了题为“Induction of Sertoli-like cells from human fibroblasts by NR5A1 and GATA4”的研究论文。该文章首次建立了一套由人类成纤维细胞体外诱导Sertoli细胞的重编程系统，并对获得的 hiSCs 细胞的特性及功能进行了系列验证。

在哺乳动物体内，Sertoli细胞（又称睾丸支持细胞）是一群具有特殊功能的细胞，对精子发生的启动和调控具有举足轻重的作用。据统计，不孕不育困扰着世界上15%左右的夫妇。通过体外途径分化干细胞获得有功能的精细胞，为不孕不育的治疗提供了一条切实可行的途径。而对于精子体外分化体系的三维构建，Sertoli细胞是不可或缺的组成部分。此外，Sertoli细胞还参与血睾屏障的形成，可以保护生殖细胞免遭免疫系统的攻击。Sertoli细胞的这种免疫豁免特性可被应用于异体移植等治疗领域，作为保护移植细胞的有效载体。因此开展Sertoli细胞的研究具有重要的理论和临床意义。

现阶段，在体外长期培养并维持Sertoli细胞的特性仍存在较大困难。而受取材和伦理等方面的制约，从体内大规模获取Sertoli细胞并不可行。因此，增加了体外研究及应用人类Sertoli细胞的难度。人类成纤维细胞来源较为丰富，如果能在体外实现成纤维细胞向Sertoli细胞的直接诱导，上述难题将迎刃而解。

图1  Sertoli细胞体外诱导及分离体系

该研究首先通过高表达五个转录因子（NR5A1/GATA4/WT1/SOX9/ DMRT1）及借助AMH:EGFP报告系统获得类Sertoli细胞hiSCs。在此基础上，系统验证了五因子全部组合的重编程效果，证明了NR5A1在hiSCs细胞重编程过程中的充分作用，以及GATA4的促进作用。最后，成功将重编程hiSCs细胞所需的转录因子数量优化为两个，即NR5A1和GATA4。这些hiSCs细胞，不仅具有和成人Sertoli细胞类似的转录图谱，在功能上也表现出与体内Sertoli细胞相似的特征：具备吸引内皮细胞的能力，以及在细胞质中出现较明显的脂滴积聚现象。不仅如此，共培养实验揭示，hiSCs细胞还可以在体外支持小鼠精原细胞的贴附及存活。值得一提的是，在免疫豁免能力方面，这些hiSCs细胞可抑制淋巴T细胞的增殖、降低IL-2的产量，以及保护共移植293FT细胞的寿命。最后，借助hiSCs诱导平台，本文章还进一步证实敲除间隙连接蛋白CX43会影响人类Sertoli细胞的成熟过程。

图2  hiSCs细胞具备体内Sertoli细胞的一些列特征

综上所述，该研究首次建立了一套由人类成纤维细胞体外诱导Sertoli细胞的重编程系统，并对获得的hiSCs细胞进行了系列验证，证实hiSCs细胞具有与体内Sertoli细胞相似的特性和功能。这些hiSCs细胞，不仅可作为研究Sertoli细胞发育机制的平台，在不孕不育以及异体移植治疗领域同样有着广阔的应用前景。

kaiyun体育官方网站、干细胞与再生医学中心纪家葵研究员为本文的通讯作者，清华-北大生命科学联合中心毕业博士梁健霖为本文的第一作者。此外，来自纪家葵课题组的博士员工王楠、何京及杜健对本研究同样做出了重要贡献。该论文还得到了来自上海交通大学kaiyun体育官方网站的李铮教授、湖南师范大学kaiyun体育官方网站何祖平教授、北京生命科学研究所陈婷教授和kaiyun体育官方网站生命科学公司王建斌研究员的大力支持。该研究得到了中华人民共和国科技部以及kaiyun体育官方网站的经费资助。

论文链接：https://elifesciences.org/articles/48767