Учёные воссоздали развитие яйцеклеток мыши без клеток поддержки яичников

от

Исследователи из Японии и Франции успешно воссоздали развитие яйцеклеток мыши (ооцитов) из эмбриональных стволовых клеток полностью in vitro, без необходимости в клетках поддержки яичников. Этот новый метод предоставляет учёным мощную платформу для изучения молекулярных механизмов, контролирующих оогенез — процесс развития яйцеклеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Developmental Cell.

Развитие яйцеклеток в естественных условиях

У млекопитающих ооциты обычно развиваются в яичниках, где их поддерживают соматические клетки, такие как гранулезные клетки и другие структуры яичников. Эти поддерживающие клетки играют решающую роль, предоставляя сигналы и питательные вещества, которые направляют развитие, рост и созревание ооцитов. Однако их присутствие также усложняет изучение развития ооцитов в изоляции.

Результаты исследования

Доктор Ёсиаки Носака, первый автор исследования, сказал: «Реконструируя развитие ооцитов без соматических клеток яичников, мы смогли определить минимально необходимые факторы для развития ооцитов. Это позволило провести поэтапный и детальный анализ молекулярных механизмов развития яйцеклеток на каждом этапе».

Для этого команда начала с клеток, подобных первичным половым клеткам, индуцированных из эмбриональных стволовых клеток мыши, и применила усовершенствованную комбинацию молекулярных сигналов, а именно ретиноевую кислоту и BMP (костный морфогенетический белок), чтобы индуцировать их трансформацию в клетки-предшественники ооцитов и, в конечном итоге, в зрелые клетки-предшественники ооцитов.

Ключевым моментом стало то, что исследователи обнаружили: сокращённое 2,5-дневное лечение ретиноевой кислотой в сочетании с передачей сигналов BMP было достаточным для инициирования этого процесса, в результате чего было получено более 100 000 клеток-предшественников ооцитов на эксперимент.

Дальнейший анализ

Команда провела серию анализов, чтобы определить, следовали ли эти клетки, полученные in vitro, тем же схемам развития, что и естественные ооциты. Используя секвенирование РНК отдельных клеток, метод, который фиксирует профили экспрессии генов с высоким разрешением, они отслеживали, как клетки прогрессировали через оогенез, и идентифицировали ключевые молекулярные маркеры, которые соответствовали тем, что были обнаружены у естественно развивающихся ооцитов.

Исследователи также изучили, могли ли эти клетки подвергаться мейозу — специализированному делению клеток, необходимому для формирования яйцеклеток и сперматозоидов. Они наблюдали точное формирование мейотических структур, таких как синаптонемные комплексы, которые облегчают спаривание и рекомбинацию хромосом — важный шаг для здорового развития яйцеклеток.

Клетки-предшественники ооцитов, полученные in vitro, также сформировали структуры, подобные полярным тельцам, что указывало на их мейотическую компетентность, которая является признаком созревания ооцитов. Дальнейшие визуализация и молекулярное профилирование показали, что клетки-предшественники ооцитов развили многие структурные и эпигенетические особенности, соответствующие таковым у ооцитов in vivo, включая изменения в метилировании ДНК и гистоновые модификации, которые играют ключевую роль в регуляции активности генов во время развития.

Хотя исследование было проведено на мышах, исследователи считают, что их подход может быть распространён на человеческие клетки, потенциально предлагая новую основу для in vitro гаметогенеза человека — области, которая стремится генерировать человеческие яйцеклетки и сперматозоиды из стволовых клеток для применения в сохранении фертильности, регенеративной медицине и биологии развития.

Это исследование знаменует собой важный шаг вперёд в реконструкции развития ооцитов из стволовых клеток, предлагая мощную новую платформу для изучения молекулярных механизмов оогенеза. Определив минимально необходимые факторы для формирования яйцеклеток, исследователи открыли новые возможности для фундаментальной репродуктивной биологии и заложили основу для будущих применений в исследованиях половых клеток человека.

Предоставлено Киотским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий