WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

на правах рукописи

УДК 576.3:577.17.05:591.3:599.323.4

Ахмерова Лариса Григорьевна

ДИАЛЛЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТАНОВЛЕНИЯ ГОРМОНАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ КЛЕТОК ЛЕЙДИГА В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ У ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ

03.00.15. – генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Новосибирск 2007

Работа выполнена в лаборатории эндокринологической генетики

Института цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Осадчук Александр Владимирович,

Институт цитологии и генетики СО РАН,

г. Новосибирск

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Маркель Аркадий Львович,

Институт цитологии и генетики СО РАН,

г. Новосибирск

доктор биологических наук, профессор

Мошкин Михаил Павлович,

Институт систематики и экологии животных

СО РАН, г. Новосибирск

Ведущая организация: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,

г. Санкт-Петербург

Защита состоится “__“ ______________2007 г. на утреннем заседании диссертационного совета на соискание ученой степени доктора наук (Д-003.011.01) в Институте цитологии и генетики СО РАН, в конференц-зале (630090, г. Новосибирск-90, пр. Лаврентьева, д. 10, тел. (383)333-31-17; e-mail: dissov@bionet.nsc.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институт цитологии и генетики СО РАН.

Автореферат разослан “___” _______________2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук А.Д. Груздев

Актуальность проблемы. В изучении происхождения, роста и регуляции функционирования клеток Лейдига в пре- и постнатальном онтогенезе млекопитающих за последнее время достигнуты большие успехи. Известно, что в ходе постнатального развития они проходят через определенные этапы развития клеточной пролиферации и дифференцировки, достигая своей дефинитивной формы (у крыс и мышей) приблизительно к концу периода полового созревания. Главным фактором, регулирующим этот процесс, является гормон аденогипофиза – лютеинезирующий гормон (ЛГ). Однако, регуляция стероидогенеза в клетках Лейдига – сложный процесс, в который вовлечены практически все уровни гипоталамо-гипофизарно-тестикулярной системы. К тому же, в различные периоды онтогенеза, в ходе сложного "жизненного цикла" клеток Лейдига, значение того или иного уровня регуляции меняется (Thk, 1986; Saez, 1994; Ge et al., 1996; Huhtaniemi, 1996; Pelliniemi et al., 1996; Lejeune et al., 1998).

С одной стороны, для исследования стероидогенной функции семенников широко используется метод инкубации клеток Лейдига in vitro (Biliska, Szotys, 1981; Chase, Payne, 1983; Ge et al., 1999; Sultana et al., 2000). С другой стороны, использование моделей инбредных линий животных с известными функциональными характеристиками клеток Лейдига дает возможность оценить влияние генетических факторов на исследуемые эндокринные показатели.

Ранее, в исследованиях на клетках Лейдига у взрослых мышей шести инбредных линий (PT, YT, DD, C57BL/6J, A/He и CBA/Lac), была выявлена межлинейная изменчивость по цАМФ- и субстрат-зависимой продукции тестостерона, которая носила координированный характер, и в ее основе лежала коррелятивная изменчивость по четырем активностям микросомальных ферментов стероидогенеза (Осадчук, Свечников, 1994, 1995, 1998).

Во-первых, обнаруженная нами межлинейная изменчивость по гормональной функции клеток Лейдига у взрослых самцов позволяет изучить становление дефинитивных наследственных различий в гормональной активности клеток Лейдига в постнатальном онтогенезе. Во-вторых, дальнейшее обоснование координированности генетического контроля нуждается в проведении генетического (гибридологического) анализа тестикулярного стероидогенеза.

Очевидно, что гормональная функция гонад – это сложный фенотипический признак, характер наследования и формирование которого в ходе онтогенеза может зависеть как от стадии постнатального онтогенеза, в частности, от стадии дифференцировки клеток Лейдига, так и от множества других регуляторных процессов. В свою очередь, каждый из этих процессов определяется функционированием ряда генов. В основе наследственной изменчивости гормональной функции мужской репродуктивной системы может лежать генетическая изменчивость по любому из звеньев гипоталамо-гипофизарно-семенникового комплекса. Поэтому, изучение генетического контроля гормональной функции мужских гонад и, в частности, формирования наследственной изменчивости в ходе постнатального развития, является фундаментальной задачей в решении проблемы генетической детерминации репродуктивной функции.

В данной работе, с целью изучения процесса формирования дефинитивного паттерна наследования гормональной функции клеток Лейдига в ходе постнатального развития у контрастных по андроген-зависимым признакам линиям мышей, проведено исследование различных цАМФ- и субстрат-зависимых звеньев биосинтеза тестостерона клетками Лейдига in vitro и изучение формирования генетических компонент фенотипической изменчивости по продукции тестостерона клетками Лейдига при действии различных стимуляторов стероидогенеза.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в выявлении возрастных закономерностей и межлинейных особенностей формирования гормональной функции клеток Лейдига в постнатальном онтогенезе в критические периоды развития и в выяснении генетического контроля этого процесса у 16 кроссов диаллельной матрицы между 4 линиями лабораторных мышей, контрастных по гормональной активности клеток Лейдига взрослых самцов.

В связи с этим мы поставили перед собой следующие задачи:

1. На самцах, полученных по полной схеме диаллельных скрещиваний, исследовать влияние генотипа и возраста животных, а также взаимодействия этих двух факторов на гормональную реактивность клеток Лейдига при действии различных стимуляторов стероидогенеза: хорионического гонадотропина, цАМФ и прегненолона в ходе постнатального развития.

2. Изучить формирование наследственных различий по гормональной реактивности клеток Лейдига по их цАМФ- и субстрат зависимой продукции тестостерона при половом созревании.

3. Установить, на какой стадии онтогенеза появляется наследственная межлинейная изменчивость, свойственная взрослым самцам выбранных контрастных генотипов, и какие изменения она претерпевает в ходе постнатального развития.

4. Изучить формирование генетических компонент фенотипической изменчивости по продукции тестостерона клетками Лейдига в критические периоды постнатального созревания при действии различных стимуляторов стероидогенеза.

Следует отметить, что для решения поставленных задач нами был использован системный подход – сочетание физиологического исследования и генетического анализа для оценки генотипической изменчивости in vitro и характера наследования гормональной реактивности клеток Лейдига в ходе постнатального развития.

Научная новизна исследования. В данном исследовании впервые на основе системного подхода к изучению гормональной активности клеток Лейдига в сочетании с генетическим диаллельным анализом установлены существенные наследственно обусловленные различия по гормональной функции клеток Лейдига при половом созревании. Важным фактом является координированный генетический контроль всех трех изученных показателей гормональной активности клеток Лейдига, что отражает их цАМФ- и субстрат-зависимую реактивность. Установлено, что в ходе постнатального развития показатели стероидогенной активности клеток Лейдига претерпевают существенные и индивидуальные для каждой линии (кросса) изменения, достигая своей дефинитивной формы лишь к возрасту двух месяцев, что связано с окончанием полового созревания. Настоящую работу следует рассматривать как пионерскую в данной области исследования, поскольку впервые проведен генетический анализ характера наследования особенностей функционирования гормональной активности клеток Лейдига в постнатальном онтогенезе в ходе полового созревания.

Положения, выносимые на защиту. В результате проведенного генетического анализа впервые было установлено наличие значительных генотипических и возрастных различий по цАМФ- и субстрат-зависимой реактивности клеток Лейдига мышей в постнатальном онтогенезе у контрастных по андроген-зависимым признакам линий мышей. Установлено, что данный признак имеет, главным образам, аддитивный характер наследования. Генетический контроль гормональной активности клеток Лейдига оказался координированным и в то же время полигенным.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Полученные результаты развивают теоретическое представление о закономерностях развития в онтогенезе гипоталамо-гипофизарно-тестикулярной системы, функциональной активности клеток Лейдига при половом созревании и особенностях характера наследования гормональной функции клеток Лейдига. Исследования выполнены на стыке наук – генетики и физиологии (эндокринологии). В работе было использовано сочетание методов этих дисциплин: различные линии животных и генетический метод анализа и изучение гормональной активности интерстициальных клеток в постнатальном онтогенезе при инкубировании in vitro.

В настоящей работе генетический диаллельный анализ системной регуляции гормональной функции клеток Лейдига выполнен на четырех контрастных по андроген-зависимым признакам линиях лабораторных мышей (PT, BALB/c, A/He и CBA/Lac), а также реципрокных гибридах первого поколения между всеми указанными родительскими линиями. Данное исследование расширяет представления о механизмах генетического контроля формирования эндокринной функции половых желез самцов при половом созревании, что может способствовать выработке стратегии идентификации и картирования генетических локусов, детерминирующих наследственные различия по тестикулярному стероидогенезу.

Апробация работы. Результаты работы были представленны на отчетных сессиях Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, 1999, 2003), на IV съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2002), на международной конференции "Эндокринные механизмы регуляции функций в норме и патологии" (Новосибирск, 2002), на международном симпозиуме "Genetic and developmental psychoneuroendocrinology" (Новосибирск, 1999), на II и III съездах ВОГиС (Санкт-Петербург, 2000; Москва, 2004), а также на 16-й международной конференции "International Mouse Genome Conference" (San Antonio, USA, 2002).

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 149 стр. текста, содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, собственные результаты, обсуждение, выводы и список литературы, который включает 224 литературных источника, из них 201 иностранный. Материалы диссертации включают 13 рисунков и 8 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Экспериментальные животные. Использовали самцов мышей 4 инбредных линий: BALB/c, PT, A/He, CBA/Lac 16 кроссов в возрасте 20, 35, 60 и 100 суток, полученных по полной схеме диаллельных скрещиваний (Табл. 1). Для упрощения изложения материала нами введены дополнительные обозначения генотипов: для линии A/He А, для CBA/Lac CBA, для BALB/c общепринятое обозначение С и для РТ без изменения.

Таблица 1. Полная матрица диаллельных скрещиваний между четырьмя линиями лабораторных мышей

самцы

самки

С

PT

CBA

A

С

С

Х12

Х13

Х14

PT

Х21

Х23

Х24

CBA

Х31

Х32

CВА

Х34

A

Х41

Х42

Х43

A

В обозначениях генотипов гибридов F1 первая буква соответствует генотипу самки, вторая – самца. Данные линии выбраны как наиболее контрастные по гормональной активности клеток Лейдига взрослых самцов, по уровню тестостерона в плазме крови, репродуктивному успеху и социальному доминированию. Количество животных в каждой возрастной группе одного кросса составляло в среднем 11 самцов. Всего в эксперименте использовали 701 самца.

Стимуляторы стероидогенеза.

Хорионический гонадотропин (ХГ): концентрация в инкубационной среде с клетками Лейдига составляла 50 мЕД/мл ("Serva", USA);

Дибутирил-цАМФ (цАМФ): концентрация в инкубационной среде 200 мкМ ("Calbiochem", Switzerland);

Прегненолон: концентрация в инкубационной среде 2 мкг/мл ("Sigma", USA).

Кроме того, использовали бычий сывороточный альбумин (БСА), фракция 5 ("Sigma", USA) в виде 0.1% раствора в среде Игла.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»