○高齢男性の精巣におけるシングルセル転写産物アトラス
○精巣幹細胞(SSC)における加齢に伴う変化は軽微である
○精子形成および体細胞における加齢に伴う調節不全は顕著である
○この調節不全は、若年男性では認められないが、高齢男性ではBMIと相関する
要約
加齢に伴い男性の生殖機能は低下しますが、精巣の老化については、分子およびゲノムレベルでの理解が十分に進んでいません。本研究では、若年男性および高齢男性から採取した44,000個以上の細胞を対象にシングルセルRNAシーケンシング(scRNA-seq)を行い、生殖細胞系列の分化および精巣体細胞における加齢に伴う変化を解析しました。精原幹細胞における加齢変化は軽微であった一方、精子形成や体細胞における加齢性の機能異常は中等度から重度に及ぶことが明らかになりました。変化が認められた経路には、複数の細胞型におけるシグナル伝達や炎症反応、セルトリ細胞における代謝シグナル伝達、ライディッヒ細胞におけるHedgehogシグナル伝達やテストステロン産生、精巣細管周囲細胞における細胞死や増殖、さらにはライディッヒ細胞および細管周囲細胞双方における発生段階の逆行(脱分化)の可能性などが含まれていました。特筆すべき点として、機能異常の程度は高齢男性においてはBMI(ボディマス指数)と相関していましたが、若年男性ではそのような相関は認められませんでした。以上の結果から、加齢に伴う複雑な精巣の変化、および肥満などの併存する慢性疾患によってそれらの変化が増悪する可能性の根底にある分子メカニズムが明らかになりました。
結果
若年男性および高齢男性の精巣における単一細胞トランスクリプトーム
ヒト精巣の加齢変化を調べるため、我々は迅速剖検によって収集された検体の中から、62?76歳のドナー(以下「高齢群」と呼称)の精巣8個と、17?22歳の健康なドナー(以下「若年群」と呼称)の精巣4個を使用しました(図1A)。本研究は、(不妊症などの)疾患状態ではなく、加齢に伴う正常な生理学的プロセスに焦点を当てているため、高齢群のドナー全員に子供がいることを確認しました。これは、彼らが若年期において生殖能力に重大な問題を抱えていなかったことを示唆しています。組織学的には、PAS(過ヨウ素酸シフ)染色により、若年群のすべての精巣、および高齢群の精巣の大部分(5個)において、完全な精子形成が行われていることが確認されました。しかし、高齢男性3名の精巣では、精子形成が明らかに障害されていました(図1B)。さらに、若年群と比較して、高齢群のすべての精巣において、精細管壁の肥厚(図1B)および間質組織への細胞外マトリックス(ECM)沈着の増加(図S1B)が認められました。これらの所見は、先行研究(Johnson et al., 1986)の結果と一致するものです。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580722002441?via%3Dihub