Система клеточной связи у мышей помогает контролировать фертильность женщин

Когда Джоан Йоргенсен была студентом Университета Висконсина-Мэдисона, ее соседка по комнате призналась, что у нее был только одни менструации, прежде чем она вошла в менопаузу в старшей школе. Врачи рассказали соседке Йоргенсена, что у нее никогда не будет биологических детей.

«Это ужасная новость в любом возрасте, не говоря уже о девочке средней школы», - говорит Йоргенсен, который теперь является профессором кафедры сравнительных биологических наук в Школе ветеринарной медицины UW-Madison.

Эта история зставила Йоргенсен сосредоточится на проблемах фертильности, таких как преждевременная недостаточность яичников, что приводит к ранней потере жизнеспособных яйцеклеток как у ее соседки по комнате. Используя модели на животных, Йоргенсен пытается понять, как влияет женская плодовитость на развитие яичника, в том числе, как клетки организуют яйца на всю жизнь этого человека.

В новом исследовании, опубликованном 2 августа в журнале PLOS Genetics, Йоргенсен, аспирант Anqi Fu и другие обнаружили, что два гена работают вместе, чтобы построить систему сотовой связи в яичниках мышей для поддержания здоровых яйцеклеток. Исследователи описывают эту систему как ряд соединений между клетками, которые окружают и поддерживают яйцеклетки, известные как клетки гранулезы. Обе клетки стремятся сформировать многочисленные соединения, которые обмениваются информацией и обеспечивают правильное развитие и выживание яйца, ведущее к овуляции.

Это исследование представляет собой часть головоломки женского бесплодия, и Йоргенсен надеется собрать эти данные, чтобы раскрыть больше информации о преждевременной недостаточности яичников и других проблемах с плодовитостью. Йоргенсен и Фу сотрудничали с исследователями из Университета Мельбурна, Университета Монаш и Университета Торонто, чтобы завершить эту работу.

По словам Национального института здоровья, преждевременная недостаточность яичников, при которой яичники перестают вырабатывать эстроген, часто вызвана преждевременной утратой яичного запаса и затрагивает целых 3 процента всех женщин. В большинстве случаев причина неизвестна. Проблемы с развитием фолликулов - сочетание яйца и его окружающих клеток гранулезы - вероятно, за многими случаями преждевременной овариальной недостаточности.

Лаборатория Йоргенсена ранее обнаружила, что мыши, у которых отсутствуют два гена IRX3 и IRX5, имели дефектные фолликулы. В текущем исследовании они искали, как эти гены работают вместе, чтобы сохранить фолликулы здоровыми.

Исследователи показали, что у мышей с IRX3 или IRX5 было меньше мышат, что заставило исследователей подозревать, что связь в фолликуле разрушается. Глядя в яичник, они отслеживали экспрессию каждого гена.

В начале исследования ученые увидели, что IRX3 и IRX5 были выражены во всем фолликуле. Но по мере того, как фолликул начал созревать, IRX3 стал изолирован от яйца, тогда как IRX5 экспрессировался только в клетках гранулезы.

С их отдельных точек зрения эти два гена синхронизируют два типа ячеек, чтобы помочь им установить сети связи. Команда Йоргенсена увидела, что клетки гранулезы и яйца расширяют части своих мембран, образуя соединения друг с другом. Эти соединения позволяют передавать сигналы в обоих направлениях. С удалением IRX3 или IRX5 эти соединения разваливались, прерывая общение в фолликуле и дестабилизируя его.

«Мы думаем, что IRX3 и IRX5 являются супервизорами в соединении этих двух ячеек, - говорит Йоргенсен.

Несмотря на это открытие роли этих генов в развитии фолликулов у мышей, исследователи все еще не уверены, обладают ли эти же гены аналогичным эффектом у людей.

«Это еще одна вещь, которую мы хотели бы узнать - мы хотим уметь связывать ее с человеческими причинами», - говорит Йоргенсен.

Йоргенсен и Фу говорят, что следующий шаг будет состоять в том, чтобы точно оценить, как эти гены направляют эти ключевые взаимодействия между клетками.

«Если мы сможем понять, как эти сети размещены, мы считаем, что это станет важным шагом в понимании основных основ того, как создаются фолликулы», - говорит Йоргенсен. «Это будет иметь большое значение для оказания помощи женщинам, имеющим бесплодие, особенно тем, которые претерпевают преждевременную недостаточность яичников».

Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (R01HD075079), Национальным институтом рака (P30 CA014520) и Университетом штата Висконсин Карбон Рак Центр поддержки гранта.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180802141730.htm