Метод трансплантации половых клеток был разработан доктором Ральфом Бринстером и его коллегами в Пенсильванском университете в 1994 году1,2. Эти новаторские исследования показали, что микроинъекция половых клеток из фертильных мышей-доноров в семенные канальцы бесплодных мышей-реципиентов приводит к сперматогенезу из клеток донора и выработке сперматозоидов животным-реципиентом2. Использование самцов-доноров, несущих ген бактериальной β-галактозидазы, позволило идентифицировать сперматогенез, происходящий из клеток донора, и передачу гаплотипа донора потомству от животных-реципиентов1. Удивительно, но после трансплантации в просвет семенных канальцев пересаженные половые клетки смогли переместиться из просвета к базальной мембране, где расположены сперматогонии3. Общепризнано, что только SSC способны колонизировать нишу и восстановить сперматогенез в семенниках реципиента. Таким образом, трансплантация половых клеток представляет собой функциональный подход к изучению ниши стволовых клеток в семенниках и характеристике предполагаемых сперматогониальных стволовых клеток. На сегодняшний день трансплантация половых клеток используется для выяснения основ биологии стволовых клеток, создания трансгенных животных посредством генетических манипуляций с половыми клетками перед трансплантацией4,5, изучения взаимодействия клеток Сертоли и половых клеток6,7, хоминга и колонизации SSC3,8, а также самообновления и дифференцировки SSC9,10.
Трансплантация половых клеток также возможна и у крупных видов11. В этих случаях основными областями применения являются сохранение фертильности, распространение элитной генетики в популяциях животных и создание трансгенных животных, поскольку изучение сперматогенеза и биологии SSC с помощью этого метода является более сложным с логистической точки зрения и более дорогостоящим, чем у грызунов. Трансплантация половых клеток крупных видов в семенные канальцы мышей приводит к колонизации донорских клеток и экспансии сперматогоний, но не к их полной дифференцировке, что, вероятно, обусловлено несовместимостью соматического компартмента реципиента с половыми клетками филогенетически отдаленных видов12. Альтернативным подходом является трансплантация половых клеток крупных видов вместе с окружающим их соматическим компартментом. В 2002 году мы впервые сообщили о том, что небольшие фрагменты ткани семенника недозрелых самцов, трансплантированные под кожу спины иммунодефицитных мышей, способны выживать и проходить полную стадию развития с выработкой сперматозоидов, способных к оплодотворению13. С тех пор было показано, что ксенотрансплантация ткани семенника успешно проводится у многих видов, и этот метод стал ценной альтернативой для изучения развития семенников и сперматогенеза крупных животных на мышах14.