Японским ученым удалось вырастить полноценные мышиные яйцеклетки в полностью искусственных условиях. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сотрудники Токийского сельскохозяйственного университета с коллегами из других вузов на 13-й день после оплодотворения забрали у мышиных эмбрионов женского пола гоноциты. Эти первичные половые клетки, имеющие диплоидный (двойной) набор хромосом, зарождаются в желточном мешке. В ходе эмбрионального развития они мигрируют к формирующимся половым железам, где под влиянием вырабатываемых теми факторов проходят все этапы мейоза с образованием яйцеклеток, которые имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом.
Полученные гоноциты поместили в инкубатор с клетками яичников, обеспечивающими рост и созревание фолликулов с яйцеклетками. Предыдущие подобные попытки приводили к образованию деформированных или кластеризованных половых клеток, непригодных для оплодотворения. До сих пор созревания удавалось добиться только путем имплантации частично созревших клеток в организм животного.
Анализ экспрессии генов секвенированием РНК, проведенный японцами, выявил в выращиваемых яйцеклетках повышенную экспрессию 547 генов. Выяснилось, что ее вызывает ненормальная активация эстрогеновых рецепторов (она связана с работой сигнальных путей бета-эстрадиола, транскрипционного фактора SP1 и бета-катенина). Чтобы нормализовать рост фолликулов, ученые заблокировали эти рецепторы искусственным антагонистом (ICI 182780), добавляя его в питательную среду клеток.
На 17 день вторичные фолликулы с созревающими яйцеклетками перенесли на изолированные среды с добавлением фолликулостимулирующего гормона (для нормального развития) и поливинилпирролидона (для поддержания целостности клеточных комплексов). К 26 дню в фолликулах появились популяции стероидогенных клеток, синтезирующих половые гормоны, как эстрогенового, так и гестагенного ряда.
С 29 по 33 день культивации в яйцеклетках с помощью гонадотропинов и эпидермального фактора роста индуцировали второе деление мейоза, приводящее к формированию полноценных яйцеклеток. Около половины полученных клеток удалось успешно оплодотворить in vitro. Спустя сутки эмбрионы, достигшие стадии двух клеток, перенесли для вынашивания самкам мышей. От 14 до 40 процентов эмбрионов развились в здоровых мышат, ничем не отличающихся от зачатых естественным путем. В пометах было до семи животных, что соответствует нормальному показателю.
Целью эксперимента стало получение полноценной модели развития яйцеклетки для изучения этого процесса. Кроме того, в будущем эта технология может помочь в разработке новых методов лечения женского бесплодия.
В феврале 2016 года китайские исследователи смогли вырастить «в пробирке» мышиные сперматозоиды, подходящие для экстракорпорального оплодотворения.
Олег Лищук