生殖细胞谱系起源于发育早期,经历了一系列复杂的发育过程,最终产生完全成熟的配子(精子和卵母细胞)。在哺乳动物中,生殖细胞谱系在发育早期通过信号分子诱导成多能前体细胞。原始生殖细胞(PGCs)是生殖细胞谱系的基础群体,随后在胚胎和出生后经历高度复杂的发育,最终根据个体的性别分化为卵母细胞或精子。生殖细胞发育过程中发生的关键事件包括表观遗传重编程和减数分裂重组,它们分别创造了新一代的表观遗传和遗传多样性。值得注意的是,研究人员一直在利用老鼠和人类的多能干细胞(PSCs)重述这些发育途径,这些研究清晰的解析了小鼠和人类生殖细胞发育机制的关键物种差异,突显了在其他哺乳动物(如非人类灵长类)中建立体外生殖细胞发育系统的必要性。随着进一步的研究,包括那些涉及非人类灵长类动物模型的研究,人类配子发生可能完全由多能干细胞重构,这将深刻地促进我们对人类生殖细胞发育和不孕不育的理解。研究目的:1)从灵长类多能干细胞中诱导出原始生殖样细胞为研究难以在体内研究的生殖谱系分化的细胞和分子机制提供了有力的系统。2)对原始生殖样细胞分化的发育轨迹进行全面的单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析。3)解析原始生殖样细胞特化所需的微环境。结果显示:应用拟胚体(EB)分化系统从雄性和雌性猴的na?ve状态的多能干细胞中诱导出原始生殖样细胞,用高通量scRNA-seq分析方法对na?ve细胞和拟胚体内的细胞类型进行分析。解释了拟胚体通过分泌对PGCLCs特化至关重要的生长因子,如BPM2、BMP4和WNT3,为原始生殖样细胞的分化提供了一个有利环境。此外,本论文重建了原始生殖样细胞的发育轨迹,揭示了基因表达的动态变化。