Исследователи из Университета Кюсю преуспели в использовании стволовых клеток мышей для реконструкции структур в среде яичников, критически важных для образования зрелых яйцеклеток. Более того, они смогли применить свои открытия для создания функциональных яйцеклеток и даже для выращивания жизнеспособных мышей.
Команда надеется , что эти данные могут быть использованы для лечения бесплодия, понимая ее основные причины и помочь сохранению критически вымирающих животных пути производства яичных клеток .
Основным принципом изучения стволовых клеток является понимание того, как отдельная клетка, способная стать чем угодно, может специализироваться на клетках, составляющих орган или ткань, - процесс, называемый «дифференцировкой». Кацухико Хаяси, профессор факультета медицинских наук Университета Кюсю, работает над раскрытием механизмов роста и развития основной клетки для жизни: ооцита .
«Ооцит - это незрелая стадия яйцеклетки, также известная как яйцеклетка», - говорит Хаяши, руководитель исследования, опубликованного в Science . «Многие крупные открытия были сделаны в понимании развития ооцитов, вплоть до создания ооцитов мыши и человека из соответствующих стволовых клеток и даже разведения здоровых мышей».
Однако одним из основных препятствий в этом процессе является создание надлежащей системы поддержки, которая помогает дифференцировать стволовые клетки в ооциты. В организме первичные ооциты начинают созревать в период полового созревания при поддержке других клеток. Этот коллективный агрегат, который в конечном итоге производит зрелую яйцеклетку, называется фолликулом яичника.
Мыши, полученные из ооцитов, образовавшихся в реконструированных фолликулах. Предоставлено: Университет Кюсю / лаборатория Хаяси.
«Хотя мы смогли искусственно создать ооциты мышей из стволовых клеток, для их созревания нам пришлось объединить их с клетками, называемыми соматическими клетками гонад, которые были выделены из мышей», - объясняет первый автор Такаши Йошино, доцент медицинского факультета. Наук.
«Если мы надеемся лучше понять развитие ооцитов и применить эту технологию к находящимся под угрозой исчезновения животным и даже людям, мы также должны быть в состоянии создать поддерживающую систему из стволовых клеток ».
Первым шагом команды было изучение мышей и определение критических генов и сроков их производства, которые дают начало соматическим клеткам гонад. После идентификации они тщательно тестировали стволовые клетки мыши в различных условиях культивирования, пока не смогли получить клетки со схожими характеристиками.
«Мы называем эти клетки эмбриональными соматическими клетками яичников, или FOSLC, поскольку они имеют те же профили генетической экспрессии, что и соматические клетки гонад. Следующим шагом было агрегирование FOSLC с первичными зародышевыми клетками, полученными из стволовых клеток - ооцитом. предшественники - мы развивались в ходе нашей прошлой работы и смотрели, созреют ли они в ооциты », - говорит Ёшино.
Схема производства структур фолликулов яичников и ооцитов из стволовых клеток мыши. Первичные клетки, подобные зародышевым клеткам, генерируют ооцит, а соматические клетки, подобные соматическим клеткам плода, производят поддерживающие клетки. Две агрегированные клетки образуют структуру фолликула, которая имеет решающее значение для созревания ооцита в яйцеклетку. Предоставлено: Университет Кюсю / лаборатория Хаяси.
После нескольких дней роста они смогли наблюдать, как клетки начинают формировать структуры фолликулов, окружающие ооциты. После подтверждения того, что эти клетки действительно были полностью выросшими ооцитами, яйца оплодотворяли и переносили суррогатной мыши, успешно давая потомство.
Ожидается, что новая система предоставит средства для производства большого количества ооцитов без необходимости сбора необходимых клеток у животных-хозяев.
«Это значительно поможет улучшить наше понимание развития фолликулов яичников и репродуктивной биологии в целом», - объясняет Хаяши.
«Применение на людях технически осуществимо, но из-за генетической и эпигенетической нестабильности гамет, созданных in vitro, мы все равно должны тщательно продумать и обсудить этику и технологию его применения. Мы продолжим нашу работу по дальнейшему выяснению механизмов этого фундаментальное и уникальное продление жизни ".
