Исследование, опубликованное 26 августа в журнале Nature Communications, впервые представляет детальную карту развития пожизненного запаса яйцеклеток, известного как овариальный резерв. Используя обезьян в качестве модели, физиологически схожей с человеком, ученые создали временную шкалу, которая отслеживает клеточные и молекулярные процессы от ранних эмбриональных стадий до шести месяцев после рождения.
Ведущий соавтор исследования, биолог по развитию Амандер Кларк из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), и ее команда задокументировали появление и развитие клеток, формирующих основу женской репродуктивной системы. Эта работа закладывает фундамент для понимания причин таких заболеваний, как синдром поликистозных яичников (СПКЯ).
Яичники выполняют две жизненно важные функции: производство яйцеклеток и синтез половых гормонов, включая эстроген, прогестерон и тестостерон. Процесс начинается с зародышевых клеток, которые на ранних стадиях образуют сложные цепочки, называемые «гнездами». Впоследствии эти клетки окружаются специализированными поддерживающими клетками — прегранулезными, формируя примордиальные фолликулы. Именно эти фолликулы и составляют овариальный резерв.
Чтобы составить карту этого процесса, исследователи анализировали образцы ткани яичников эмбрионов и плодов обезьян на ключевых этапах развития. Анализ включал отслеживание положения и молекулярных характеристик клеток на 34-й день после оплодотворения (когда половые органы дифференцируются), 41-й день (начало роста яичников), 50-52-й дни (конец эмбрионального периода), 100-й день (расширение «гнезда») и 130-й день (разрушение «гнезда» и формирование фолликулов).
Одним из ключевых открытий стало то, что прегранулезные клетки, необходимые для поддержки молодых яйцеклеток, формируются в две отчетливые волны. Исследование показало, что только вторая волна этих клеток, возникающая между 41-м и 52-м днями развития, непосредственно участвует в создании примордиальных фолликулов, которые составляют будущий овариальный резерв.
Ученым также удалось идентифицировать два конкретных гена, активность которых наблюдается непосредственно перед началом этой критически важной второй волны формирования прегранулезных клеток. Это открытие указывает на то, что данные гены могут играть пусковую роль в развитии овариального резерва, что делает их основной мишенью для будущих исследований причин бесплодия.
Наиболее неожиданным результатом стало обнаружение того, что яичники проводят «репетиции» созревания фолликулов и производства гормонов еще до рождения. Этот процесс, известный как фолликулогенез, ранее считался невозможным на столь раннем этапе. Понимание механизма этих «тренировочных раундов» может пролить свет на то, почему при таких состояниях, как СПКЯ, фолликулы активируются неправильно.
Созданная карта развития теперь может быть использована для разработки более точных лабораторных моделей яичников. Это, в свою очередь, поможет ученым более эффективно изучать истоки бесплодия и сложных гормональных нарушений, выявляя их на самых ранних стадиях формирования.
Лус Гарсия-Алонсо, вычислительный биолог из Института Сенгера Wellcome, не принимавшая участия в работе, отметила, что временные промежутки между точками наблюдения в исследовании достаточно велики для такого динамичного периода развития. Для создания более полной картины она порекомендовала «собирать более детальные данные по большему количеству временных точек».
Изображение носит иллюстративный характер
Ведущий соавтор исследования, биолог по развитию Амандер Кларк из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), и ее команда задокументировали появление и развитие клеток, формирующих основу женской репродуктивной системы. Эта работа закладывает фундамент для понимания причин таких заболеваний, как синдром поликистозных яичников (СПКЯ).
Яичники выполняют две жизненно важные функции: производство яйцеклеток и синтез половых гормонов, включая эстроген, прогестерон и тестостерон. Процесс начинается с зародышевых клеток, которые на ранних стадиях образуют сложные цепочки, называемые «гнездами». Впоследствии эти клетки окружаются специализированными поддерживающими клетками — прегранулезными, формируя примордиальные фолликулы. Именно эти фолликулы и составляют овариальный резерв.
Чтобы составить карту этого процесса, исследователи анализировали образцы ткани яичников эмбрионов и плодов обезьян на ключевых этапах развития. Анализ включал отслеживание положения и молекулярных характеристик клеток на 34-й день после оплодотворения (когда половые органы дифференцируются), 41-й день (начало роста яичников), 50-52-й дни (конец эмбрионального периода), 100-й день (расширение «гнезда») и 130-й день (разрушение «гнезда» и формирование фолликулов).
Одним из ключевых открытий стало то, что прегранулезные клетки, необходимые для поддержки молодых яйцеклеток, формируются в две отчетливые волны. Исследование показало, что только вторая волна этих клеток, возникающая между 41-м и 52-м днями развития, непосредственно участвует в создании примордиальных фолликулов, которые составляют будущий овариальный резерв.
Ученым также удалось идентифицировать два конкретных гена, активность которых наблюдается непосредственно перед началом этой критически важной второй волны формирования прегранулезных клеток. Это открытие указывает на то, что данные гены могут играть пусковую роль в развитии овариального резерва, что делает их основной мишенью для будущих исследований причин бесплодия.
Наиболее неожиданным результатом стало обнаружение того, что яичники проводят «репетиции» созревания фолликулов и производства гормонов еще до рождения. Этот процесс, известный как фолликулогенез, ранее считался невозможным на столь раннем этапе. Понимание механизма этих «тренировочных раундов» может пролить свет на то, почему при таких состояниях, как СПКЯ, фолликулы активируются неправильно.
Созданная карта развития теперь может быть использована для разработки более точных лабораторных моделей яичников. Это, в свою очередь, поможет ученым более эффективно изучать истоки бесплодия и сложных гормональных нарушений, выявляя их на самых ранних стадиях формирования.
Лус Гарсия-Алонсо, вычислительный биолог из Института Сенгера Wellcome, не принимавшая участия в работе, отметила, что временные промежутки между точками наблюдения в исследовании достаточно велики для такого динамичного периода развития. Для создания более полной картины она порекомендовала «собирать более детальные данные по большему количеству временных точек».
