از خانواده ژنی القا کننده اینترفرون می باشد ، سایر اعضای این خانواده پیوستگی هموتایپی و تنظیم چرخه سلولی را نشان می دهندMcLaren.,2003))..fragilis ژنی است که پروتئین خلال غشایی ویژه ای را رمز می کند. سلول های بیان کننده fragilis هم سلول های PGC و هم سلولهای سوماتیک را تشکیل می دهند. در مرکز این دسته سلولی گروه کوچکی متشکل از حدود 20 سلول وجود دارد که blimp1 و Stella را بیان می کند)گیلبرت1390 ،2:627) Stella اولین بار در حدود روز 2/7 پس از جفت گیری در ناحیه سلول های خوشه ای PGC در مرکز بیان fragilis ظاهر می شود. به نظر می رسد بیان این ژن مختص سلول های جنسی باشد زیرا بیان آن در PGC هنگامی که در طول روده پسین و برآمدگی تناسلی حرکت می کنند ادامه می یابد McLaren.,2003)).در حالی که پروتئین Stella در وقایع تسهیم اولیه در گیر است blimp1 یک بازدارنده نسخه برداری عمومی است که ممکن است برای تخصصی شدن PGC ها ضروری باشد. سلول هایی که blimp را بیان می کنند تبدیل به سلول های زایا می شوند.PGC های پستانداران مستقیما از ناحیه خلفی خط اولیه به آندودرم مهاجرت می کنند . این سلول های بیان کننده Stella وارد لوله گوارش خلفی می شوند. این سلول ها با وجود حرکات فعالی که دارند نمی توانند تا روز نهم جنینی از لوله گوارش خارج شوند. در این روز ،PGC ها از لوله گوارش خارج می شوند اما هنوز به سمت ستیغ تناسلی مهاجرت نمی کنند. با این وجود PGC های مهاجرت کننده به سمت ستیغ تناسلی مشاهده می شوند. در روز 5/11 جنینی ،PGC ها وارد غدد جنسی در حال تکوین می شوند)گیلبرت1390 ،2:627). به نظر می رسد PGC های پستانداران با گسترش فیلوپودها روی سطح سلولی زیرین حرکت می کنند. همچنین این سلول ها قادر اند به لایه های سلولی نفوذ کرده و از طریق صفحات سلولی مهاجرت کنند. احتمال دارد فیبرونکتین سهم مهمی در مهاجرت PGC ها داشته باشد. چرا که سلول های جنسی فاقد گیرنده ی اینتگرین برای این پروتئین های ماده زمینه ای برون سلولی ، نمی توانند به غدد جنسی مهاجرت نمایند. شواهد آزمایشگاهی نشان می دهد که ستیغ های تناسلی جنین های موشی 5/10 روزه عامل پاراکرینی به نام Sdf1 ترشح می کنند تا این سلول ها را از مزانتر به غدد جنسی جلب نمایند.به نظر می رسد تکثیر PGC ها طی مهاجرت به وسیله عامل پاراکرین Fgf7 و عامل سلول بنیادی (SCF، همان عامل رشدی که برای تکثیر ملانوبلاست های مشتق از سلول های تاج عصبی ، سلول های بنیادی خون ساز و سلول های EG لازم است.)تحریک می کند. اضافه کردن این عامل های پاراکرین سبب تکثیر PGC می گردد، در حالی که مهار هر عامل باعث مرگ آپوپتوتیک PGC ها می شود.به محض اینکه PGC ها به ستیغ تناسلی جنین نر می رسند، به درون طناب های جنسی وارد می شوند.این سلول ها تا زمان بلوغ در آنجا می مانند.در زمان بلوغ طناب های جنسی توخالی می شوند تا لوله های منی ساز را تشکیل دهند.اپیتلیوم این لوله ها به سلول های سرتولی متمایز می شوند که سلول های اسپرم در حال تکوین را تغذیه و محافظت می کند)گیلبرت1390 ،2:627)
1-3)اسپرماتوژنز
تمایز سلول های جنسی نر یک پروسه بسیار منظم و پیچیده است که در لوله های منی ساز بیضه به وقوع می پیوندد . اسپرماتوژنز را می توان به سه فاز اصلی تقسیم کرد:1)تکثیر اسپرماتوگونی،2)میوز اسپرماتوسیت ها،3)اسپرمیوژنز(که یک فرایند ریخت شناختی است که اسپرماتیدهای هاپلوئید را به اسپرماتوزوا تبدیل می کند)(Leblond and Clermont.,1952).در یک سطح مقطع از لوله های منی ساز سلول های بنیادی اسپرماتوژنیک ،سایر سلول های جنسی پیش میوزی و سلول های سرتولی سوماتیک در روی غشاء پایه لوله منی ساز واقع هستند.سلول های سرتولی کاملا سلول های جنسی را احاطه می کنند .لایه بعدی توسط اسپرماتوسیت ها شکل می گیرد در حالی که اسپرماتید های هاپلوئید و اسپرماتید های طویل داخل قسمت های کنار لومن قرار دارند.در طی اسپرماتوژنز سلول های جنسی مرد تحت یک تمایز پیچیده قرار می گیرد که دگرگونی ریخت شناختی به شکل گیری اسپرم متمایز منجر می شود. هنگامی که سلول های بنیادی اسپرماتوژنیک(ASاسپرماتوگونی) پس از تقسیم اولیه به دو سلول دختر تقسیم می شوند ،اسپرماتوژنز آغاز می شود(De Rooij., 2001).یکی از این سلول ها به عنوان سلول بنیادی باقی مانده در حالی که دیگری به عنوان یک اسپرماتوگونی متمایز کننده(اسپرماتوگونیApr و سپسAal) وارد اسپرماتوژنز می شود.در مراحل VII-VIII تقریبا همه اسپرماتوگونی های Aal به A1 متمایز می شوند که شش بار تحت تقسیم میتوزی قرار می گیرند و تقسیم می شود به A2-A4 ،حد واسط و اسپرماتوگونی نوعB که می توان از روی معیار مورفولوژیکی آنها را تعیین هویت کرد(Russell, 1990).یک ویژگی خاص اسپرماتوژنز این است که بعد از تقسیم های میوزی و میتوزی سلول های جنسی تقسیم شونده موفق به تکمیل سیتوکینز نمی شوند که منجر می شود به شکل گرفتن پل های سیتوپلاسمیک می شود که تعداد زیادی از سلول ها را به هم متصل می کند.تحلیل سینتیک نشان می دهد که صد ها یا حتی هزاران سلول می توانند به طور فرضیه ای از طریق پل ها در تکمیل اسپرماتوژنز به هم متصل شوند(Dym and Fawcett.,1971).. بعد از آخرین تقسیم میتوز اسپرماتوگونی های نوع B ، اسپرماتوسیت های پیش لپتوتنی شکل می گیرند که میوز را آغاز می کنند و تبدیل شوند به اسپرماتوسیت های زیگوتن و لپتوتن.این سلول ها متمایز می شوند به اسپرماتوسیت های دیپلوتن و پاکی تن که به دنبال آن تقسیم های میوزی و شکل گیری مرحله ی یک اسپرماتید هاپلوئید می آید(اسپرمیوژنز آغاز می شود). اسپرماتید های هاپلوئید از لحاظ مورفولوژیکی به 16 مرحله در موش و 19 مرحله در رت طبقه بندی می شوند.مبتنی بر معیار های مورفولوژیکی اسپرماتیدها ،اسپرماتوژنز می تواند به قسمت های سلولی مختلفی تقسیم شود که به آنها مراحل نیز گفته می شود( (Russell , 1990.
1-4)تنظیم هورمونی اسپرماتوژنز
اسپرماتوژنز در پستانداران نیازمند فعالیت مجموعه ای پیچیده از پپتید ها و هورمون های استروئیدی می باشد که هر کدام آنها در عملکرد نرمال اپی تلیوم منی ساز نقش مهمی دارند.این پیام رسان های هورمونی نه تنها در تنظیم رشد سلول های زایای نر، بلکه درتکثیر و عملکرد انواع سلول های سوماتیک مورد نیاز برای رشد مناسب بیضه حیاتی هستند(Sharpe., 1994 ? McLachlan,2002) .این ها شامل1) سلول های لیدیگ تولید کننده استروئید درون شبکه ای که عملکرد اصلی آنها تولید تستوسترون است ،2) سلول های ماهیچه ای(Myoid) که لوله های منی ساز را احاطه کرده و حمایت فیزیکی و حرکت انقباضی این ساختار ها را محیا می سازد و3) سلول های سرتولی ، که تماس مستقیم آنها برای تکثیر و متمایز کردن سلول های جنسی داخل لوله های منی ساز ضروری است و وظیفه آنها حمایت تغذیه ای و فیزیکی برای اسپرماتوژنز است می شود (Mendis-Handagama., 1997).هر کدام از این نوع سلول ها هدفی مستقیم برای یک یا چند هورمون هستند که فعالیت آنها برای باروری سالم نر ضروری است. گنادوتروپین ها ،LH و FSH، هورمون های گلیکوپروتئینی هستند که از سلول های بخش قدامی هیپوفیز ترشح می شوند.آنها مستقیما بر روی بیضه عمل می کنند تا سلول های سوماتیک را برای حمایت اسپرماتوژنز تحریک کنند. این هورمون ها که بخشی از خانواده بزرگ(TGF)? از فاکتورهای رشد ترشح شده هستند دارای زیر واحد مشترک آلفا هستند و وجه تمایزشان زیر واحد بتای خاص هورمون می باشدLH (Pierce & Parsons., 1981).به رسپتور های سلول های لیدیگ که در بافت درون شبکه ای واقع هستند می چسبد.تحریک سلول های لیدیگ توسط LH منجر به تولید تستوسترون می شود که هورمون اصلی حمایت کننده اسپرماتوژنز بزرگسالان هم در شکل کیفی و هم کمی می باشد (Bremner, 1994).. تنظیم سنتز تستوسترون تنها عملکرد اجتناب ناپذیر LH در بیضه بزرگسال است فعالیت تستوسترون در میان رسپتور های آندروژن هسته ای که در سرتولی واقع اند، سلول های Myoid اطراف لوله های منی ساز و سلول های لیدیگ انجام می شود.در بیضه نابالغ ،FSH برای شروع و نگهداری اسپرماتوژنز ضروری است. در بیضه بالغ FSH عملکرد سلول سرتولی را حمایت می کند که به نوبت بسیاری از ابعاد بلوغ سلول اسپرم را پشتیبانی می کند. مطالعات ژنتیکی و فارماکولوژیکی در جوندگان نشان می دهد که نقش عمده FSH در اسپرماتوژنز تحریک تکثیر سلول سرتولی در طول رشد پیش از بلوغ است.تعداد سلول های سرتولی تا حد زیادی تعداد سلول های جنسی را تعیین می کند.رسپتورهای FSH بیشتر از همه در مرحله I-XIII چرخه اپی تلیال منی ساز در سلول های سرتولی موش یافت می شوند که در آنجا تمایز اسپرماتوگونی ها شروع می شود.(Kangasniemi, 1990 ? Bremner, 1994). در نر ها بیان رسپتور FSH)FSH-R) به سلول های سرتولی بیضه محدود می شود (Rannikki, 1995), در حالی که رسپتور های LH(LH-R) عمدتا در سلول های لیدیگ یافت می شوند.
جهش مورد نظر در FSH-R موشی و در ژن های زیر واحد FSH-? منجر به کاهش چشم گیری در وزن بیضه و تعداد اسپرم اپی دیدیم می شود (Kumar, 1997?Lei et al.,2001). اگرچه نر ها در هر دو حالت بارور هستند. این نتایج با مطالعات کاهش – جایگزینی هورمون در انسان همخوانی دارد (Matsumoto, 1986). اگرچه بر خلاف جوندگان ،FSH می تواند همچنین اسپرماتوزنز را در انسان های فاقد گنادوتروپین و مستقل از تستوسترون نجات دهد (Matsumoto, 1983).. هر چند برخی بر این باورند که این اثر ناشی از حساسیت سلول های سرتولی القا شده توسط FSH به تستوسترون باقی مانده در بیضه است. درمان موشهای دست ورزی شده ژنتیکی ، با تستوسترون برون زاد قادر است تا به طور کامل اسپرماتوژنز را در غیاب