Сперматогенез начинается с диплоидных spermatogonial stem cells (SSCs). Также SSCs известны как типа A single (As) Spg, они располагаются на базальной мембране семявыносящих канальцев. As Spg могут самообновляться или продуцировать типа A paired (Ap) Spg. После последовательных делений, Ap Spg дифференцируются, формируюя цепочки из 4, 8 или 16 aligned Spg (Aal) и мигрируют вдоль базальной мембраны. Aal Spg дифференцируются в A1 Spg, которые далее делятся и дифференцируются в A2, A3, A4 промежуточные и B Spg, которые подвергаются мейозу после финальной ст. митоза [1]. "Недифференцированные" (As, Ap and Aal) и "дифференцированные" (A1, A2, A3, A4, промежуточные и B) Spg отличаются по профилю экспрессии c-kit[2]. c-kit является аллелем локуса W на мышиной хромосоме 5 [3]. Ген в 21 экзон кодирует транскрипт в 5150 п.н., которые транслируются в белковый продукт в 145 kDa из 979 аминокислотных остатков. Этот продукт известен как Kit [4]. Kit трансдуцирует сигналы, регулирующие рост, через плазматическую мембрану и имеет три основных функциональных региона, внеклеточный, трансмембранный и внутриклеточный домены [5,6]. Процесс его транскрипции активируется только после соединения с Kitl, экспрессируемого клетками Сертоли. Путь Kit/Kitl считается критическим для пролиферации, миграции, жизнеспособности и созревания зародышевых клеток [7-18]. Несмотря на в 5.1 Kb полной длины канонический транскрипт, существуют две альтернативные мРНК c-kit, длиной в 3.2 и 2.3 kb в гаплоидных клетках семенников мышей [19]. С Open Reading Frame (ORF), которая стартует в интроне 16 мышиного c-kit, альтернативный специфический для сперматид c-kit транскрипт содержит все нижестоящие экзоны (включая 12 гидрофобных аминокислот, следующих за, по крайней мере, 190 остатками С-конца), и кодирует Tr-Kit (~30 kDa) [7,20,21]. В 30 kDa Tr-Kit обнаруживается в остатках цитоплазмы спермиев и обладает доказанной функцией активации ооцита после оплодотворения у мышей [21,22].

c-kit является маркером потери плюрипотентности SSCs и его экспрессия продолжается вплоть до инициации мейоза [2,18]. Экспрессия белка Kit в зародышевых клетках самцов противоречива по отношению к гену c-kit. В ранних исследованиях экспрессия Kit выявлялась в типа A (A1-A4), промежуточных, типа B сперматогониях, а также в прелептотенных сперматоцитах, но не в недифференцированных сперматогониях [2,18]. Недавние исследования продемонстрировали, что Kit экспрессируется также в As, Apr и Aal. Следовательно, оставался вопрос, является ли Kit, экспрессируемый сперматогониями, или активация Kit/Kitl необходимой предпосылкой для дифференцировки или нет [23-28]. Даже при инактивации c-kit с помощью специфического ингибитора Imatinib возникают нарушения в самообновлении Spg [29], как Kit- Так и Kit+ сперматогонии обладают активностями стволовых клеток по оценке intra-seminiferous трансплантаций [1,24,30]. POU5F1⁺/Kit⁺ субнабор мышиных SSCs может дифференцироваться в несколько линий соматических клеток за исключением клеток спермиев [31].

Мы предположили, что профили экспрессии c-kit в зародышевых клетках самцов во время сперматогенеза динамически изменяются перед и после ожидаемой дифференцировки и эти изменения важны для их функциональных реакций на гены, связанные со сперматогенезом. Мы исследовали экспрессию c-kit в иммортализованных клеточных линиях, представляющих SSCs, дифференцирующихся в сперматогонии и сперматоциты в надежде понять паттерн его естественной экспрессии. Мы также сравнивали паттерны экспрессии c-kit в этих клеточных линиях в соответствии с их стадиями семенников. Клеточные линии c18-4 и 5 dpp из семенников мыши (перед инициацией дифференцировки сперматогоний) представлены недифференцированными сперматогониями. CRL-2053 и 10 dpp семенники мышей (после инициации дифференцировки сперматогоний) представлены дифференцирующимися сперматогониями. CRL-2196 клетки представляют первичные сперматоциты. 60 dpp семенники представляют смесь недифференцированных, дифференцированных, созревающих и зрелых зародышевых клеток.

RA, активный метаболит витамина A, является жизненно важной сигнальной молекулой для нормального плодного развития, формирования паттерна, пролиферации клеток, дифференцировки и апоптоза [32,33]. RA считается критической для зародышевых клеток, чтобы они вступали в мейоз у самцов и самок [34,35]. Семенники взрослых vitamin A-дефицитных мышей и крыс имеют семявыносящие канальцы, которые содержат только клетки Сертоли, типа A сперматогонии и немного прелептотенных сперматоцитов. При пониженной экспрессии c-kit или в отсутствие экспрессии Stra8, типа A сперматогонии будут арестовываться перед дифференцировкой (перед A1 стадией сперматогоний spermatogonia) [36]. Воздействие витамином A на этих животных приводит к синхронизированному сперматогенезу, начинающегося с типа A сперматогоний, и к усилению экспрессии c-kit[37]. Следовательно, RA является ключевым регуляторным фактором для экспрессии c-kit

Итак, мы установили, что существует более 4-х транскриптов c-kit, экспрессируемых в клеточных линях и в семенниках. Транскрипты могут быть подразделены на категории коротких и длинных. Длинные транскрипты включают полной длины канонические c-kit транскрипты и по 3' концу укороченные транскрипты. Короткие транскрипты включают в 3.4 kb короткие транскрипты и некоторые укороченные транскрипты (1.9-3.2 kb). Кроме того, открыт в 3.4 kb транскрипт (стартующий с интрона 9 и содержащий экзоны 10 - 21) специфически экспрессирующийся в сперматогониях. Внеклеточный домен Kit, полученный на ст. сперматогоний, но не внутриклеточный домен (50 kDa) постоянно экспрессируется как в SSCs, так и сперматогониях. Профили экспрессии c-kit в семенниках и линиях сперматогониальных стволовых клеток варьируют после стимуляции RA. Волнообразные изменения количественного паттерна экспрессии c-kit (сначала увеличение, после снижение) во время процесса индукции сходны с таковыми процессами развития зародышевых клеток самцов in vivo.