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Complete Human and Rat Ex Vivo Spermatogenesis from Fresh or Frozen Testicular Tissue

Authors :
Laurent David
Ingrid Plotton
Antonine Blondet
Philippe Durand
Nicolas Morel-Journel
Marie-Hélène Perrard
Nicolas Sereni
H. Lejeune
Caroline Schluth-Bolard
Sandrine Giscard d′Estaing
Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (IGFL)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule (LBMC)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Conseil Général de l’Alimentation, de l’Agriculture et des Espaces Ruraux (CGAAER)
Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Communications Cellulaires et Différenciation (CCD)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
inconnu
Inconnu
Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'Etude sur le Polymorphisme des Micro-Organismes, UMR CNRS-IRD 9926 (CEPM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon
Source :
Biology of Reproduction, Biology of Reproduction, Society for the Study of Reproduction, 2016, 95, ⟨10.1095/biolreprod.116.142802⟩, Biology of Reproduction, 2016, 95 (4), pp.89-89. ⟨10.1095/biolreprod.116.142802⟩, Biology of Reproduction, Society for the Study of Reproduction, 2016, 95 (4), pp.89-89. ⟨10.1095/biolreprod.116.142802⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
Oxford University Press (OUP), 2016.

Abstract

International audience; Until now, complete ex vivo spermatogenesis has been reported only in the mouse. In this species, the duration of spermatogenesis is 35 days, whereas it is 54 days in the rat and 74 days in humans. We performed long-term (until 60 days) cultures of fresh or frozen rat or human seminiferous tubule segments in a bioreactor made of a hollow cylinder of chitosan hydrogel. Testicular tissues were obtained from 8- or 20-day-old male rats or from adult human subjects who had undergone hormone treatments leading to a nearly complete regression of their spermatogenesis before bilateral orchiectomy for gender reassignment. The progression of spermatogenesis was assessed by cytological analyses of the cultures; it was related to a dramatic increase in the levels of the mRNAs specifically expressed by round spermatids, Transition protein 1, Transition protein 2, and Protamine 3 in rat cultures. From 2% to 3.8% of cells were found to be haploid cells by fluorescence in situ hybridization analysis of human cultures. In this bioreactor, long-term cultures of seminiferous tubule segments from prepubertal rats or from adult men allowed completion of the spermatogenic process leading to morphologically mature spermatozoa. Further studies will need to address the way of optimizing the yield of every step of spermatogenesis by adjusting the composition of the culture medium, the geometry, and the material properties of the chitosan hydrogel bioreactors. Another essential requirement is to assess the quality of the gametes produced ex vivo by showing their ability to produce normal offspring (rat) or their biochemical normality (human).

Details

ISSN :
15297268 and 00063363
Volume :
95
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biology of Reproduction
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f42ae0d486bde38aadeaa0df867e0175