ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Проект направлен на решение фундаментальной для биологии и медицины проблемы восстановления сперматогенеза. Задача состояла в изучении способности клеток Сертоли (КС), полученных от взрослых мышей, восстанавливать сперматогенный процесс в семенниках мышей-реципиентов с различными нарушениями развития мужских половых клеток (МПК).
В настоящей работе нами воспроизведены условия культивирования КС, способствующие их переходу к пролиферации. Мы впервые показали, что при экспериментальном крипторхизме КС взрослых мышей переходят к активной пролиферации, приводящей к значительному увеличению их пула. Эти результатыпозволяют с большой долей достоверности предположить, что переход высокодифференцированных КС к делению является обязательным условием реализации их регенеративного потенциала. Для проверки этой гипотезы нами впервые осуществлена трансплантация КС, взятых из крипторхидных семенников, а также культивируемых КС в семенники реципиентов с экспериментально нарушенным сперматогенезом. Полученные результаты показали способность пересаженных клеток заселять базальную мембрану семенных канальцев хозяина, образовывать новые семенные канальцы, а также, в случае КС, взятых из крипторхидных семенников, поддерживать развитие донорских половых клеток. Поведение сперматогенного эпителия после экспериментальных воздействий в эктопических условиях описано впервые. Обнаружена возможность образования канальцеподобных структур при помещении под капсулу почки КС, культивированных в условиях, стимулирующих их к пролиферации. Выполнена серия экспериментов по культивированию in vitro КС, выделенных из семенников мышей разного возраста и после разных воздействий. Нами установлено, что в культуре клеток КС, выделенных из семенников мышей через 14 сут после внутрибрюшинного введения дипина, достоверно увеличивается число пролиферирующих КС, что находится в соответствии с результатами, полученными при исследовании популяции клеток в этой модели in vivo. Культуры КС были подробно охарактеризованы с помощью иммуноцитохимических и принятых в практике мировых исследований подходов интерфазной цитогенетики – отмечено изменение числа хромоцентров и ядрышек. Впервые показано, что воздействие мутагеном стимулирует КС к пролиферации в большей степени, чем повышение температуры, а также, что в условиях in vitro отчетливо выявляется скрытая гетерогенность популяции КС взрослых животных: in vivo, уже с 3-х сут культивирования отчетливо выявляется два «типа» КС, различающихся по морфологии и пролиферативной стратегии. Таким образом, полученные результаты подтверждают справедливость гипотезы о стимуляции КС к делению как обязательном условии реализации их регенеративного потенциала. Впервые в экспериментах с интратестикулярным введением дипина или физиологического раствора показано, что большое число зрелых спермиев оставалось нечувствительными к действию деконденсирующего агента. Этот эффект скорее всего связан с необратимым нарушением функциональной и топологической целостности клеток Сертоли и указывает на возможную ограниченность регенерационного потенциала этих клеток. Наши наблюдения подтверждают точку зрения о том, что количественная оценка химически индуцированных изменений в характере разбухания и декомпактизации ядер зрелых спермиев, может стать весьма полезным инструментом в понимании последствий влияния репродуктивных токсикантов на сперматогенную функцию. Для проведения исследований пространственно-временной организации сперматогенеза в исследованиях последних лет был предложен метод «whole-mount». В процессе выполнения этого проекта мы впервые разработали способ приготовления давленых препаратов целых канальцев, который оказался чрезвычайно удобным для анализа клеточного состава сперматогенного эпителия и характеристики структуры отдельных клеток.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Этап 2010 года |
Результаты этапа: В 2010 г. нами отработаны оптимальные условия культивирования КС взрослых мышей, способствующие их пролиферации. Доля КС в такой культуре постепенно возрастает, и они формируют обширные колонии. Максимум пролиферации клеток приходится на 13-е сут, а на 20-е сут доля BrdU+-клеток падает. В связи с этим 2 недели являются наиболее подходящим сроком культивирования КС перед их трансплантацией. Изучение популяции КС взрослых мышей после проведения операции билатерального крипторхизма показало, что пул этих клеток в крипторхидных семенниках резко увеличивается между 35 и 56-ми сут. В популяции КС постепенно возрастает доля КС с несколькими ядрышками и доля КС больше чем с двумя гетерохроматиновых глыбками в ядре. На гистологических срезах крипторхидных семенников на 35-е сут после операции были обнаружены BrdU+-ядра КС. Все эти результаты свидетельствуют об активной пролиферации КС в условиях крипторхизма. Наиболее подходящим для трансплантации является срок крипторхизма в 45 сут. Трансплантация культивируемых КС, а также КС, взятых из крипторхидных семенников, показала, что пересаженные клетки способны заселять базальную мембрану семенных канальцев реципиента, образовывать новые семенные канальцы, а также в некоторых случаях поддерживать развитие мужских половых клеток донора. | ||
2 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Этап 2011 года |
Результаты этапа: На данном этапе был продолжен анализ разных культур клеток Сертоли с точки зрения интенсивностити их пролиферации. Проведены трансплантационные эксперименты с целью определения регенерационного потенциала КС и длительности их переживания в эктопических условиях. В 2011 году с использованием ранее отработанного метода культивирования, способствующего пролиферации КС, были получены и охарактеризованы (иммуноцитохимически и цитогенетически) культуры КС половозрелых самцов. Показано, что уже с 3 сут культивирования популяция КС представлена 2 типами клеток, различающихся по организации интерфазного ядра и характеру пролиферации. Исследование культур КС, полученных от мышей после экспериментальных воздействий (индуцированный крипторхизм или внутрибрюшинное введение дипина) показало, что максимальной пролиферативной активностью обладают КС, извлеченные из семенников мышей после воздействия дипина. Также установлено, что КС старых животных сохраняют способность к делению в условиях in vitro. Результаты опытов с эктопической трансплантацией подтверждают вывод, сделанный ранее в опытах с трансплантацией сперматогенных клеток в семенные канальцы – активация клеток Сертоли к делению является условием необходимым для развития сперматогенного процесса при трансплантации. Этот вывод основан на наблюдении за изменением в эктопических условиях сперматогенного эпителия от новорожденных и половозрелых самцов, а также от животных после экспериментальных воздействий (индуцированный крипторхизм, внутрибрюшинное введение дипина). Кроме того под почечную капсулу помещали КС, культивированные в условиях, стимулирующих их к пролиферации. Таким образом, длительно сохраняющиеся и заселенные клетками Сертоли семенные канальцы в эктопических условиях фактически можно рассматривать как модель близкую к модели с введением кадмия и бусульфана (ранее использованные нами), и, следовательно, она может быть использована для изучения роли КС в регенерации сперматогенного эпителия. | ||
3 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Этап 2012 года |
Результаты этапа: Увеличение регенерационного потенциала зрелых КС достигалось активацией их пролиферации, для чего использовано три подхода: отработаны оптимальные условия культивирования КС взрослых мышей, при которых КС из состояния квазипокоя переходят к активной пролиферации, искусственный билатеральный крипторхизм, а также разработанная нами ранее дипиновая модель сперматогенеза. Поставлены эксперименты по трансплантации таких КС в опустошенные от собственных половых клеток и КС семенники мышей-реципиентов, а также под капсулу почки кастрированных мышей. Показано, что доля КС в условиях in vitro постепенно возрастает, и они формируют обширные колонии. Максимум пролиферации клеток приходится на 13-е сут, а на 20-е сут доля BrdU+-клеток падает. В связи с этим 2 нед были выбраны для проведения последующих экспериментов с трансплантацией КС. Уже с 3 сут культивирования популяция КС представлена 2 типами клеток, различающимися по организации интерфазного ядра и характеру пролиферации. Изучение популяции КС взрослых мышей после проведения операции билатерального крипторхизма показало, что пул этих клеток в крипторхидных семенниках резко увеличивается между 35 и 56-ми сут. На гистологических срезах крипторхидных семенников на 35-е сут после операции были обнаружены BrdU+-ядра КС. Наиболее подходящим для трансплантации является срок крипторхизма в 45 сут. Трансплантация культивируемых КС, а также КС, взятых из крипторхидных семенников, показала, что пересаженные клетки способны заселять базальную мембрану канальцев реципиента, образовывать новые канальцы, а также в некоторых случаях поддерживать развитие половых клеток донора. Исследование культур КС, полученных от мышей после экспериментальных воздействий (индуцированный крипторхизм или внутрибрюшинное введение дипина) показало, что максимальной пролиферативной активностью обладают КС, извлеченные из семенников мышей после воздействия дипина. Также установлено, что КС старых животных сохраняют способность к делению в условиях in vitro. Результаты опытов с эктопической трансплантацией КС (подсадка под почечную капсулу) подтверждают, что, как и в случае с трансплантацией сперматогенных клеток в семенные канальцы, активация КС к пролиферации является непременным условием для развития сперматогенного процесса при трансплантации. Длительно сохраняющиеся и заселенные КС канальцы в эктопических условиях фактически можно рассматривать как модель близкую к модели с введением кадмия и бусульфана и, следовательно, она может быть использована для изучения роли КС в регенерации сперматогенного эпителия. Возможные последствия нарушений КС и их регенерационные способности определены у мышей после интратестикулярного введения им дипина или физиологического раствора. Такой подход имитирует условия in vitro. В этом случае дистанция мутаген–клетка сводится к минимуму, и агент осуществляет практически не модифицированное вмешательство в организацию клеточной системы. Показано, что однократная интратестикулярная инъекция дипина (опыт) или физиологического раствора (контроль) мышам при всех сроках фиксации приводила к нарушениям процесса деконденсации хроматина зрелых спермиев in vitro, что, по нашему мнению и согласно имеющимся в литературе данным, вызвано, в том числе необратимыми нарушениями функциональной и топологической целостности КС. Если в дальнейших исследованиях будет установлена прямая коррелятивная связь между структурно-функциональными нарушениями КС и нарушениями процессов конденсации хроматина спермиогенных клеток, то можно будет заключить, что регенерационный потенциал КС в условиях потери ими оптимального состояния недостаточен для образования функциональных сперматозоидов. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".