정자 줄기 세포는 매일 방대한 수의 정자를 만드는 것을 계속한다.고환은 길쭉한 정세관이라는 튜브가 연결된 구조가 기본으로, 이 정세관 내에 있는 세르토리 세포는 혈액 고환 장벽이라고 불리는 구조에 의해 밀접하게 옆의 세르토리 세포에 결합하고, 혈액 중의 세포나 분자가 고환의 튜브 내로 침입하는 것을 방해한다.유전자 결핍 마우스의 분석으로부터, 혈액 고환 장벽이 파산하면, 정자 형성 중에 일어나는 감수 분열의 정지나 정자에 대한 자가면역 질환의 발병을 일으킨다.

　연구 그룹은이 혈액 고환 장벽의 구성에 필수적인 Cldn11 분자에 주목. Cldn11 결핍 마우스는 정자 형성이 감수 분열의 도중에 멈추고 선천적으로 불임이되었다. Cldn11이 있으면 혈액 세포조차 혈액 고환 장벽을 통과 할 수 없기 때문에 Cldn11을 제거하면 더 큰 정자 줄기 세포의 이식 효율을 향상시킬 수 있다고 생각했다.

　따라서, 마우스의 우측의 고환 세포를 좌절시키고, 좌측의 고환의 정세관 내에 이식하면 정자 형성이 회복되었다.고환에는 Cldn11 패밀리 분자 (Cldn3, Cldn5)도 발현된다.따라서, 이들 분자의 발현을 억제 한 결과, 정자 형성을 회복 할 수 있었다.이렇게 생긴 정자를 이용하여 현미 수정을 행하면, 외래 유전자가 들어 있지 않은 정상적인 자손이 얻어졌다.

　이러한 결과는 혈액 고환 장벽이 정자 형성에 필요하다는 종래의 견해를 뒤집어 선천적인 불임증에서도 일정한 가소성이 있어 임신하는 힘을 회복할 수 있는 가능성을 나타낸다.일반적으로 줄기세포 이식은 정상적인 줄기세포를 정상적인 환경에 이식하여 치료하는 수법이지만, 이번과 같이 이상조직의 자가이식으로 치료할 수 있다면 다른 조직에서도 같은 치료 가능성이 있다고 한다.

논문 정보:【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America】Autologous transplantation of spermatogonial stem cells restores fertility in congenitally infertile mice