哺乳动物精原干细胞是雄性生育力维持的细胞基础，也是制备生殖系基因编辑动物的细胞载体。实现人类精原干细胞的体外长期扩增培养，对患癌男童生育力的保存具重要意义。猴精原干细胞系的建立，有助于解决猴基因编辑中长片段精准插入难题。迄今，人和非人灵长类精原干细胞的体外长期扩增培养仍是领域难题。理解人和非人灵长类精原干细胞稳态调控机制，能够为体外培养条件的优化提供重要理论指导。尽管国际上已有几个工作分析了人和猴睾丸的单细胞转录组数据，描绘了精子发生过程的基因表达动态特征，但对灵长类精原干细胞稳态调控的机制理解，仍非常有限。表观遗传是调控基因表达的重要方式，研究精原干细胞和早期分化前体细胞的表观特征差异，是理解精原干细胞稳态调控的关键。近期，中国科学院昆明动物研究所郑萍团队，联合中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈洛南团队和昆明动物研究所姚永刚团队，在猕猴精原干细胞的表观特征和干细胞稳态关键调控因子的研究中取得了进展。

团队通过Smart-seq2单细胞RNA-seq及自主研发的基于单细胞基因网络的计算分析方法，获得了成年猕猴精原干细胞及前体细胞的高分辨率图谱。并建立了猴精原干细胞纯化富集方法，及短暂培养获得高度模拟体内前体细胞的方法。在此基础上，系统分析比较了猴精原干细胞和体外分化前体细胞的转录组、染色质开放性及多种组蛋白修饰变化（H3K4me1、H3K4me3、H3K27me3、H3K9me3和H3K27ac），首次描绘了灵长类精原干细胞的表观特征图谱，鉴定了调控猴精原干细胞的转录因子及多个重要的信号通路，发现了灵长类和小鼠精子发生不保守的调控特征，并验证了TGF-β通路在灵长类精原干细胞干性维持和体外扩增培养中的重要作用。这些发现为灵长类精原干细胞体外培养体系的建立，提供了重要的参考依据。

该工作以“Epigenetic characterization of adult rhesus monkey spermatogonial stem cells identifies key regulators of stem cell homeostasis”为题，于11月14日在线发表于Nucleic Acids Research期刊。中国科学院昆明动物研究所副研究员毕蕊、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心博士研究生潘琳诺和副研究员戴昊、以及昆明动物研究所已毕业的孙春丽博士和李聪博士为论文的共同第一作者。郑萍研究员、陈洛南研究员和姚永刚研究员为共同通讯作者。该研究课题获得了科技部、云南省、中国科学院和国家自然科学基金委等项目的资助。

图1. 猕猴精原干细胞表观特征解析

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https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkae1013/7899533