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 文献概述问题：老年男性的生殖健康降低，然而，睾丸老化在分子和基因组水平上知之甚少。 方法：利用单细胞RNA-seq对来自年轻和老年男性的44，657个细胞进行了分析，并检查了生殖系发育和睾丸体细胞中与年龄相关的变化。 结论：精子干细胞的年龄相关变化适中，与年龄相关的精子发生和体细胞失调范围从中度到重度不等。且改变了多种信号通路和上下游机制。值得注意的是，失调的程度与老年人的体重指数相关，但与年轻男性的体重指数无关。总的来说揭示了衰老引起的复杂睾丸变化背后的候选分子机制。  实验结果1. 年轻和老年男性睾丸的单细胞转录组收集来自62-76岁供体（“老年人”，未患生殖疾病，有后代）的8个全睾丸和来自17-22岁健康供体的4个全睾丸（“年轻人”）。在所有年轻睾丸中以及大多数老年睾丸（5个）中完全精子发生。然而，来自三名老年男性的睾丸有精子发生受损。与年轻人相比，所有老年睾丸的曲细精管壁厚度增加。  使用10x Genomics Chromium平台对所有12个样品进行了scRNA-seq。共有44，657个细胞（来自年轻13，156个细胞，31，501个来自老年人的细胞）通过质控，确定了6种主要的体细胞类型，以及不同阶段的生殖细胞。 Sertoli cells (SOX9), macrophages (CD14), endothelial cells (VWF), Leydig cells (IGF1), TPCs (ACTA2 and WFDC1), smooth muscle cells (NOTCH3), undifferentiated and differentiating spermatogonia (FGFR3 or KIT), spermatocytes (SYCP3), and postmeiotic spermatids (PRM3) 2. 精子衰老分析对上述分群中的生殖细胞簇重点分析。根据标记基因对生殖细胞发育的7个阶段分类：SSCs (PIWIL4 or GFRA1), differentiating spermatogonia (KIT and largely MKI67), early primary spermatocytes (from STRA8 to SPO11), late primary spermatocytes (SPAG6/ZPBP/ACRV1++++++++−), round spermatids (ACRV1), elongating spermatids, and elongated spermatids (PRM3) 。 且观察了每个供体样品中细胞类型的分布，并量化了它们在精子发生不同阶段的相对比例。在8个老年供体中的5个中观察到完全的精子发生（包括典型的细胞类型比例），而在8个老年供体中的其余3个中观察到不同程度的精子发生损害，与组织学检查一致。然而，对于来自这些老年供体的3个睾丸样本，仍然观察到未分化的SSC，而进一步发展的生殖细胞类型高度减少，表明生殖细胞分化受到衰老的异质性影响。 
将老年供体分为两组：组织学上精子发生正常的供体被归类为老年组1，具有明显缺陷的供体被归类为老年组2。假设如果某些与衰老有关的变化导致男性不育，我们应该观察到（与年轻样本相比）老龄组1的转录特征适度失调，这在老龄组2中变得更加强烈。 单独分析spermatogonia clusters。分割成5个细胞“状态”，状态 0 和 1 表示未分化的精子，状态 2-4 表示分化精子。  3. 衰老人类睾丸中体细胞的整体改变和体细胞 - 种系相互作用每种体细胞类型中的大多数DEG是细胞型特异性的。参与低生育力的衰老相关基因在老年组1中表现出中度失调，在老年组2中表现出更强的失调。  年轻和老年睾丸之间的相互作用数量没有显著变化，但相互作用强度从年轻到老年组1到老年组2减弱。特别是，与年轻组相比，SSCs与老年组2中体细胞的相互作用数和相互作用强度较低。与免疫系统相关的信号通路在衰老过程中也发生了变化，包括老年组巨噬细胞中MIF信号通路的减少和补体信号通路的增加。综上所述，这些结果表明，睾丸体细胞信号传导在衰老过程中以不利于种系发育的方式发生变化。 4. Sertoli细胞在衰老过程中表现出炎症和代谢失调取出Sertoli细胞簇单独分析，来自年轻样本的Sertoli细胞位于轨迹的起点，来自老年组2的细胞在轨迹结束处，来自老年组1的细胞沿着轨迹分布，表明老年组2表现出的Sertoli细胞的年龄依赖性变化可能代表与老年组1相同的途径上更明显的变化。  在Sertoli细胞衰老过程中，有128个上调基因和138个下调基因。老年组Sertoli细胞中的上调基因富含与炎症相关的GO术语。上调的GO术语包括胆固醇生物合成，表明老年人Sertoli细胞在其细胞质中积累脂质液滴。下调基因富含与代谢相关的GO术语，如“前体代谢物和能量的产生”，“氨基酸的生物合成”，“有机磷酸盐生物合成过程”，“小分子代谢的正调控”和“蛋白质成熟的正调控”，老年人Sertoli细胞代谢行为的改变可能导致精子不能生成。 SOX9是一种位于细胞核的已知Sertoli细胞标记物。与年轻组相比，老年组1和老年组2的Sertoli细胞数量均显著下降。Sertoli细胞的丧失和代谢功能的下降都可能影响高龄男性的精子发生。 5. 间质细胞在信号传导、睾酮和发育身份方面表现出失调取出Leydig细胞簇单独分析，174个上调的基因和144个从年轻到老年组1到老年组2的顺序下调的基因。在老年组Leydig细胞的上调基因中富集的GO术语与平滑肌收缩，生长抑制和活性氧有关。  Hedgehog (HH)信号通路在老年组Leydig细胞中下调，包括PTCH1 / 2和HHIP。PTCH1和Leydig细胞标记物CYP11A1。PTCH1的蛋白水平从年轻组到老年组1到老年组2逐渐下降。综上所述，这些结果表明，老化的Leydig细胞可能会经历参与关键信号通路和细胞存活的途径的内在和外在失调。 衰老过程中Leydig细胞数量显著降低。与年轻组相比，老年组2的睾丸激素显著下降。GSEA分析（确定年轻组和老年组之间具有统计学意义的基因集）没有产生与类固醇发生相关的途径，这表明老年Leydig细胞总体睾丸激素产生的下降更可能与Leydig细胞数量的下降有关，而不是单个Leydig细胞产生睾丸激素的缺乏。 6. 老化的睾丸管周细胞显示失调的细胞死亡、母体、发育途径和收缩力取出TPC细胞簇单独分析。与年轻TPC相比，两老年组TPC之间共享年龄相关变化，并且老年组样品中炎症失调。老年组TPC在“细胞死亡的阳性调节”中富集，并显示CDKN1A，MDM2，ZMAT3，MEG3和GADD45A的转录增加，所有这些都与p53定向的细胞周期停滞或细胞死亡有关。老年组1和老年组2中p21阳性TPC细胞的数量明显增加。有趣的是，围绕老年曲细精管的TPC数量显著增加，年轻和老年组1的直径没有变化，但老年组2的直径减小。  COL1A1/2，COL3A1，LAMA2/4和LAMA4，在老年组TPC中下调。 老年TPC的ECM分泌下降，以及ECM沉积的积累。原则上，这种沉积可以增加ECM的刚度，并通过机械信号转导或损害配体和营养物质的运输来影响SSC。与老年TPC（例如ACTA2，MYH11，MYLK，MYL9和TPM2）中丰富的平滑肌收缩的下调相关的GO术语，表明在老年组TPC中，协助精子腔内运输的能力受损。 总结
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