Поиск Кабинет

Постнатальный овоцитогенез и возможное участие в нём клеток костного мозга

Подготовила B.C. Мелихова по материалам Cell 2005; 122: 303-15.

В современной биологии развития существует догма о том, что млекопитающие рождаются с уже фиксированным количеством яйцеклеток [овоцитов] и постнатальный овоцитогенез невозможен. Однако у взрослых женских особей мух дрозофил [Drozophila melanogaster] вклад в овоцитогенез вносят так называемые герминальные [герминативные] стволовые клетки [ГСК] [1]. В прошлом году группа Johnson J. из Massachusetts General Hospital [Boston, USA], занимающаяся поисками подобной популяции у млекопитающих, заявила, что у мышей [подобно дрозофилам] существует постнатальный овоцитогенез, осуществляемый за счёт ГСК [2]. Исследователи предположили, что клетки, отвечающие за постнатальное формирование половых клеток [ГСК] находятся непосредственно на периферии яичника, однако их количество не позволяет им осуществлять функции нормального овоцитогенеза.

В недавней работе этой же группы авторов, опубликованной в журнале Cell, показано, что яичники взрослых самок мышей способны довольно быстро производить до сотен овоцитов, несмотря на небольшой пул незрелых [премейо-тических] герминальных клеток. Кроме того, авторы впервые показывают участие стволовых клеток костного мозга в постнатальном овоцитогенезе.

Исследователи предположили, что ГСК взрослого яичника должны экспрессировать маркеры эмбриональных стволовых [ЭСК] и первичных половых клеток. Так, SSEA1+ клетки были обнаружены только в срединной части яичника, а сами овоциты этот маркер не экспрессировали. Для подтверждения гипотезы о содержании пула ГСК среди SSEA1 + клеток, проводили магнитную позитивную селекцию по SSEA1. В дальнейшем было показано, что SSEA1+ клетки экспрессируют POU-домен транскрипционного фактора Oct-4 [маркёр ЭСК], а также маркеры первичных половых клеток. Однако эти клетки не экспрессировали маркер, характерный для клеток, претерпевающих мейоз [белок синаптонемного комплекса - Scp3]. Также эти клетки не экспрессировали маркеры овоцитов [Hdac6, Gdf9,Zp3], а значит овоциты и выделенные SSEA1+ клетки - это две различные популяции. После введения доксирубицина наблюдали гибель овоцитов в течение суток. Однако на вторые сутки в яичниках начинался спонтанный ово- и фол-ликулогенез, по-видимому, за счёт ГСК. Таким образом, авторы выделили и охарактеризовали популяцию герминальных стволовых клеток, содержащихся в яичнике взрослой самки мыши.

Однако оставалось неясным, каким образом такое малое количество SSEA1+ ГСК может обусловливать полный овоцитогенез в течение такого короткого времени? Исследователи предположили, что существует еще какая-то клеточная популяция, оказывающая влияние на этот процесс. По их предположению, это происходило за счет экстрагонадных факторов, поэтому авторы изучали экспрессию герминативных маркеров на поверхности стволовых клеток костного мозга [СККМ]. В этой гипотезе есть и «эмбриологическая логика» -первичные половые и гемопоэтические клетки мигрируют из одного общего региона - проксимального эпибласта, и заселяют свои ниши.

Исследователями была показана экспрессия маркёров ЭСК [Oct-4] и герминативных клеток клетками костного мозга взрослых мышей. Кроме того, была показана экспрессия Nobox- специфического маркера ранних ооцитов, взаимодействующего с факторами Oct-4 и Gdf-9 и влияющего на фолликулогенез. По-видимому, высокоочищенную [флюоресцентный сортинг] lin−/Sca-1−/c-Kit+/Mvh+ [Mvh - герминативный маркер] клеточную популяцию костного мозга, коэкспрессирующую и другие маркёры ГСК, можно считать предшественниками яйцеклеток в постнатальном овоцитогенезе.

Трансплантация СККМ у мышей дикого типа, а также у трансгенных - неспособных продуцировать овоциты и химически стерилизованных мышей, приводила к восстановлению процесса овогенеза. У мышей, которым был пересажен костный мозг на 1 -7 дни после химиотерапии, были обнаружены сотни фолликулов на разных стадиях созревания, чего не наблюдалось в контроле. Результат подтверждался и через 11 месяцев после трансплантации. Похожие результаты были получены и в экспериментах по пересадке клеток периферической крови с использованием GFP-трансгенных животных.

Несмотря на то, что фертильность мышей-доноров остаётся неизученной, показана нормальная морфология, взаимодействие в составе фолликула и экспрессия герминальных и ооци-тарных маркеров клетками костного мозга. Это характеризует СККМ как потенциальный источник половых клеток, которые способны поддерживать оогенез во взрослом организме.

Работа породила дискуссию в научном мире и ряд вопросов.

- Каков клеточный механизм овогенеза и возможно ли слияние клеток костного мозга с герминативными предшественниками? - Способны ли обнаруженные клетки претерпевать нормальное развитие, быть оплодотворенными и дать начало новой особи? - Возможно ли повторить похожие эксперименты с мужскими особями и генерировать сперматогенез?

Т олько при положительных ответах на все эти вопросы можно будет назвать изучаемые клетки истинно половыми. Тем не менее, этой работой группа Johnson J. опровергает догму биологии развития о невозможности постнатального овоцитоге-неза у млекопитающих. Остаётся неизвестным наличие этого биологического феномена у остальных видов млекопитающих, включая человека.

Очень интересный комментарий к статье можно найти в последнем номере Reproductive Biology and Endocrinology [3]. В нем одна из определяющих ролей в замеченном явлении передается поверхностному эпителию яичников. Автор критикует Johnson за то, что они игнорируют теорию обновления фолликулов у взрослых млекопитающих за счёт поверхностного эпителия, выдвинутую Edgar Allen and Herbert M. Evans более 70-ти лет назад. Кроме того, в комментарии указывается, что клетки, несущие маркёры ГСК могут мигрировать в костный мозг, а не наоборот. На этот факт указывают опыты по удалению яичников, в которых клетки, экспрессирующие герминативные маркёры, в костном мозге не находили. Также обсуждаются возможные пути использования результатов исследования в медицине, при лечении бесплодия различного генеза [3]. Кроме того, необходимо помнить, что фолликул, помимо овоцита образован клетками фолликулярного эпителия, соединительной тканью, в его состав входят сосуды, поэтому требуются более четкие указания авторов на то, о происхождении каких элементов фолликула идет речь.

Подписаться на новости
435
Дата: 04 марта 2005 г.
© При копировании любых материалов сайта, ссылка на источник обязательна.
Подняться вверх сайта