ABSTRACT Spermatozoa acquire their fertilizing ability and forward motility properties during epididymal transit. Although lots of attempts elucidating the functions of different cell types in epididymis, the composition of epididymal tubal and cell types are still largely unknown. Using single-cell RNA sequence, we analyzed the cell constitutions and their gene expression profiles of adult epididymis derived from caput, corpus and cauda epididymis with a total of 12,597 cells. This allowed us to elucidate the full range of gene expression changes during epididymis and derive region-specific gene expression signatures along the epididymis. A total of 7 cell populations were identified with all known constituent cells of mouse epididymis, as well as two novel cell types. Our analyses revealed a segment to segment variation of the same cell type in the three different part of epididymis and generated a reference dataset of epididymal cell gene expression. Focused analyses uncovered nine subtypes of principal cell. Two subtypes of principal cell, c0.3 and c.6 respectively, in our results supported with previous finding that they mainly located in the caput of mouse epididymis and play important roles during sperm maturation. We also showed unique gene expression signatures of each cell population and key pathways that may concert epididymal epithelial cell-sperm interactions. Overall, our single-cell RNA seq datasets of epididymis provide a comprehensive potential cell types and information-rich resource for the studies of epididymal composition, epididymal microenvironment regulation by the specific cell type, or contraceptive development, as well as a gene expression roadmap to be emulated in efforts to achieve sperm maturation regulation in the epididymis.

The normal development of the liver during human embryonic stages is critical for the functionality of the adult liver. Despite this, the essential genes, biological processes, and signal pathways that drive liver development in human embryos remain poorly understood. In this study, liver samples were collected from human embryos at progressive developmental stages, ranging from 2-month-old to 7-month-old. Highly expressed genes and their associated enrichment processes at various developmental stages of the liver were identified through transcriptomic sequencing. The findings indicated that genes associated with humoral immune responses and B-cell-mediated immunity were highly expressed during the early developmental stages. Concurrently, numerous genes related to vitamin response, brown adipocyte differentiation, T cell differentiation, hormone secretion, hemostasis, peptide hormone response, steroid metabolism, and hematopoietic regulation exhibited increased expression aligned with liver development. Our results suggest that the liver may possess multiple functions during embryonic stages, beyond serving hematopoietic roles. Moreover, this study elucidated the complex regulatory interactions among genes involved in lymphocyte differentiation, the regulation of hemopoiesis, and liver development. Consequently, the development of human embryonic liver necessitates the synergistic regulation of numerous genes. Notably, alongside conventionally recognized genes, numerous previously uncharacterized genes involved in liver development and function were also identified. These findings establish a critical foundation for future research on liver development and diseases arising from fetal liver abnormalities.