У голых землекопов яйцеклетки образуются после рождения

Ученые из США и Канады показали, что в яичниках голых землекопов присутствует большое количество зародышевых клеток. Их развитие происходит асинхронно. Примечательно, что, в отличие от человека, весь процесс оогенеза у голых землекопов происходит после рождения. Есть свидетельства того, что часть зародышевых клеток претерпевает мейоз и через несколько лет после рождения. Чтобы узнать, могут ли они формировать фолликулы, нужно больше исследований.

Credit:
123rf.com

У большинства самок млекопитающих есть конечный запас фолликулов яичников, который появляется во время эмбриогенеза или вскоре после рождения и истощается со временем. До настоящего момента изучение факторов, которые влияют на создание и поддержание овариального резерва, проводилось на мышах, репродуктивная жизнь у которых относительно короткая. В яичниках мыши и человека находятся примордиальные фолликулы, каждый из которых содержит ооцит, окруженный слоем соматических пре-гранулезных клеток. Эти фолликулы происходят из пула первичных половых клеток (PGC), которые находятся в развивающихся гонадах во время беременности. Овариальный резерв определяется числом и качеством зародышевых клеток яичников.

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) — самые долгоживущие грызуны, с продолжительностью жизни более 37 лет, что на 368% дольше, чем можно было бы предположить, исходя из их массы тела. Примечательно, что их самки не теряют фертильность на протяжении большинства, если не всей, своей жизни. Почти все колонии голых землекопов имеют королеву, которая рожает детенышей. Остальные самки колонии, скорее всего, никогда не достигнут репродуктивной зрелости. Гистологический анализ яичников голых землекопов показал, что у них необычайно большой овариальный резерв, особенно для их размера. Но механизм, который позволяет им избежать репродуктивного старения, до конца не изучен. Этот вопрос исследовали ученые из США и Канады в новой работе.

Сначала авторы проанализировали яичники голых землекопов на день 1, 5, 8, 15, 28 и 90 после рождения. Было выявлено большое количество зародышевых клеток во всех этих точках. На первый и пятый дни не было отмечено примордиальных фолликул, они появляются только на восьмой день. Тогда же появляются и первичные фолликулы. Окраска на VASA (DDX4) подтвердила присутствие большого количества зародышевых клеток в яичниках голых землекопов во всех изученных точках. При этом их число увеличивается с пятого по восьмой день. Все это заставляет предположить, что зародышевые клетки делятся в яичниках после рождения. Предположение подтвердил анализ на маркеры пролиферации Ki67 и фосфорилированный гистон H3 (pHH3).

Зародышевые клетки экспрессируют VASA на разных стадиях, включая PGC, гоноциты и ооциты в профазе I мейоза. Чтобы охарактеризовать популяцию зародышевых клеток в яичниках, авторы использовали антитела против SOX2, OCT4 и BLIMP1 в день E56, а также после рождения. Во всех исследуемых точках была отмечена экспрессия VASA и SOX2. Больше всего таких клеток было на пятый день после рождения, а потом их число снижалось. Также во всех точках, от P1 до P90, отмечалась экспрессия BLIMP1. Таких клеток также было больше всего сразу после рождения, потом их число снижалось.

Для PGC характерна способность к митозу, что позволяет им заселить гонады в ходе развития. Чтобы выявить митотически активные клетки после рождения, авторы окрашивали их на SOX2 и Ki67. Клетки, экспрессирующие оба маркера, присутствовали от первого до 90-го дня после рождения. От первого до восьмого дня эти клетки формируют кластеры, потом их число снижается, и они существуют как пары или единичные клетки. Больше всего клеток было на пятый день. Зародышевые клетки в яичниках голых землекопов способны к делению; эту способность подтвердили in vitro.

После этого исследователи секвенировали РНК образцов яичников, отобранных в точках E56, P1, P5, P8, P28 и P90. Была отмечена экспрессия генов, связанных с мейозом, а также генов, ассоциированных с развитием PGC. Так, последние экспрессировались на высоком уровне с E56 по P8, потом их экспрессия снижалась, но все равно присутствовала.

Авторы решили проверить, когда PGC претерпевают мейоз. Для этого они окрашивали клетки на STRA8. В P1 мало клеток экспрессировало STRA8, намного больше — с P8 по P28. К P90 их число снова снижалось. Окраска на маркер профазы I мейоза показала, что в яичниках голых землекопов после рождения ооциты сосуществуют с PGC.

Клетки VASA+ SOX2+, VASA+ Ki67 и VASA+ pHH3 присутствуют и у взрослых самок. Авторы узнали, способны ли они к мейозу. Было отмечено присутствие VASA+ STRA8+ клеток. То есть небольшое число клеток может претерпевать мейоз в возрасте шесть месяцев и трех лет (у репродуктивно активных самок). Но чтобы узнать, могут ли они формировать фолликулы, нужно больше исследований.

Таким образом, как и у человека, у голых землекопов развитие зародышевых клеток и яичников происходит асинхронно. Об этом свидетельствует присутствие PGC одновременно с оогенезом, инициацией мейоза и формированием фолликул. Но, в отличие от человека и мыши, у голых землекопов весь процесс оогенеза происходит после рождения. Есть свидетельства того, что оогенез продолжается в течение нескольких лет. Механизм пока не до конца понятен. Тем не менее, авторы говорят о том, что голых землекопов можно использовать в качестве модели для изучения процесса репродукции.

Голые землекопы адаптируются к гипоксии, снижая температуру тела

Источник:

Miguel Angel Brieño-Enríquez, et al. Postnatal oogenesis leads to an exceptionally large ovarian reserve in naked mole-rats // Nature Communications 14, 670 (2023), published February 21, 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-36284-8

Добавить в избранное