Spermatogonialne komórki macierzyste i progenitorowe (SSC) jądra reprezentują klasyczny przykład komórek macierzystych dorosłych ssaków i zachowują płodność przez prawie całe życie zwierzęcia. Chociaż dokładne mechanizmy rządzące samoodnawianiem i różnicowaniem in vivo są trudne do zbadania, wcześniej opracowano różne systemy do rozmnażania mysich SSC in vitro przy użyciu kombinacji specjalistycznych pożywek hodowlanych i komórek zasilających1-3.
Większość prób in vitro w dziedzinie biologii SSC wywodzi linie komórkowe od noworodków, prawdopodobnie z powodu trudności w uzyskaniu linii komórek dorosłych4. Jednak jądro dojrzewa do ~5 tygodnia życia u większości szczepów myszy. We wczesnym okresie poporodowym zachodzą dramatyczne zmiany w architekturze jądra oraz w biologii zarówno komórek somatycznych, jak i plemnikotwórczych, w tym zmiany w poziomach ekspresji licznych genów związanych z komórkami macierzystymi. W związku z tym linie SSC pochodzące od noworodków mogą nie oddawać w pełni biologii dorosłych SSC, które utrzymują się po osiągnięciu przez dorosłe jądro stanu równowagi.
Kilka czynników historycznie utrudniało produkcję dorosłych linii SSC. Po pierwsze, odsetek funkcjonalnych komórek macierzystych może zmniejszyć się w wieku dorosłym, zarówno z powodu czynników wewnętrznych, jak i zewnętrznych5,6. Ponadto, podobnie jak w przypadku innych dorosłych komórek macierzystych, trudno było wystarczająco wzbogacić SSC z całkowitej liczby dorosłych komórek jąder bez zastosowania kombinacji immunoselekcji lub innych strategii sortowania7. Powszechnie stosowane strategie obejmują wykorzystanie myszy z wnętrostwem jako źródła komórek dawcy ze względu na wyższy stosunek komórek macierzystych do innych typów komórek8. Opierając się na hipotezie, że usunięcie komórek somatycznych z początkowej hodowli zakłóca interakcje z niszą komórek macierzystych, które są niezbędne do przeżycia SSC, wcześniej opracowaliśmy metody uzyskiwania dorosłych linii, które nie wymagają immunoselekcji ani dawców wnętrostwa, ale raczej wykorzystują seryjne wzbogacanie SSC w hodowli, zwane dalej SESC2,3.
Metoda opisana poniżej obejmuje prostą procedurę wyprowadzania linii SSC dla dorosłych poprzez dysocjację kanalików nasiennych dorosłego dawcy, a następnie posiewanie komórek na karmnikach składających się z linii komórek zrębu jądra (JK1)3. Poprzez seryjne pasażowanie, silnie przylegające, zanieczyszczające komórki nierozrodcze są wyjmowane z hodowli z jednoczesnym wzbogacaniem SSC. Kultury wyprodukowane w ten sposób zawierają mieszaninę spermatogonii na różnych etapach różnicowania, które zawierają SSC, w oparciu o długoterminową zdolność do samoodnawiania. Istotą metody SESC jest to, że umożliwia ona SSC trudne przejście od samoodnawiania się in vivo do długotrwałej samoodnawiania in vitro w radykalnie odmiennym mikrośrodowisku, wytwarza długoterminowe linie SSC, wolne od zanieczyszczeń komórek somatycznych, a tym samym umożliwia późniejszą eksperymentalną manipulację SSC.