Впервые получены полноценные яйцеклетки из клеток гранулёзы фолликула
Исследователи из Китая с помощью химического коктейля трансформировали гранулезные клетки в функциональные ооциты мышей. После оплодотворения ооциты успешно развились в здоровое потомство, ничем не отличавшееся от мышей, родившихся естественным путём.
Фолликулы являются основной функциональной единицей яичника и состоят из ооцита, незрелой яйцеклетки, который окружен клетками гранулезы. Исследования показали, что клетки гранулезы не только играют решающую роль в развитии фолликулов, но и обладают пластичностью, которая проявляет свойства, подобные стволовым клеткам.
«В процедуре экстракорпорального оплодотворения используется только лишь ооцит», — говорит старший автор статьи, опубликованной в Cell Reports, Лин Лю (Lin Liu) из Колледжа естественных наук при университете Нанкай (College of Life Sciences at Nankai University). «После извлечения яйцеклетки клетки гранулезы фолликула утилизируются. Это заставило нас задуматься, а что, если мы сможем использовать эти гранулезные клетки? Каждая яйцеклетка имеет тысячи клеток гранулезы, окружающих её. И если мы можем индуцировать их в плюрипотентные клетки и превращать их в ооциты, разве мы не убьём двух зайцев одним выстрелом?».
Обычно гранулезные клетки после удаления из фолликулов направляются по пути клеточной гибели или дифференцировки. Лю и его команда разработали химический «коктейль» с ингибитором передачи Rho-киназы (ROCK) и кротоновой кислотой для создания химически индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ХиПСК) из клеток гранулезы.
Исследовательская группа использовала ингибитор ROCK, чтобы предотвратить гибель клеток и способствовать их пролиферации.
В своей предыдущей работе авторы обнаружили, что кротоновая кислота активирует гены эмбриона, которые экспрессируются на стадии двух клеток, в частности, ген Zscan4. Совместно с рядом химических веществ она способствует приобретению свойства плюрипотентности, сходного с эмбриональными стволовыми клетками. Это было подтверждено экспрессией маркеров плюрипотентности Oct4-GFP, Sox2 и Nanog, в частности, уровнями метилирования промоторов их генов. Также одним из важных показателей была реактивация второй Х-хромосомы. Клетки успешно дифференцировались в эктодерму, мезодерму и энтодерму.
«Это удивительный результат», — говорит Лю. «Компетенция индуцированной плюрипотентной зародышевой линии обычно ниже, чем у эмбриональных стволовых клеток. Компетенция зародышевой линии имеет решающее значение для передачи генетической информации следующему поколению. Совместное использование ингибитора ROCK и кротоновой кислоты оказалось не только более эффективным, но также и улучшило качество результата».
Учёные также протестировали другой коктейль, состоящий из ингибитора ROCK и витамина С. Они обрабатывали с его помощью плюрипотентные стволовые клетки зародышевой линии, чтобы улучшить развитие фолликула и стимулировать мейоз. Мейоз — особый вид деления клеток, в результате которого образуются гаметы — половые клетки. Полученные из клеток гранулезы клетки зародышевой линии и ооциты обладали высокой геномной стабильностью и успешно дали потомство с нормальной фертильностью.
«Мы можем последовательно управлять концентрацией и продолжительностью обработки химическими веществами», — говорит Лю.
По сравнению с традиционными методами индукции стволовых клеток, такими как трансфекция, перепрограммирующая соматические клетки путем введения генов транскрипционных факторов, химическая обработка обеспечивает более точный контроль процесса.
«Метод трансфекции может иметь более высокий риск генетической нестабильности».
«Впервые мы превратили клетки гранулезы в ооциты, это важная и интересная работа в области биологии развития и репродукции», — говорит он. «Но до переноса результатов исследования с модели мышей на людей еще предстоит пройти долгий путь. Я думаю, что результаты более перспективны для применения в области сохранения фертильности и эндокринной функции, чем для лечения бесплодия».
