WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Далее, исходя из данных по кинетике сперматогенеза у мышей (Meistrich, 1986) следует, что, обнаруженные на 14 сут фиксации сперматогонии несут свое происхождение от поврежденных дипином стволовых клеток. Таким образом, гибель значительного числа сперматогониев к данному моменту времени является еще одним доказательством того, что дипин усилил генетическую нестабильность стволовых клеток, наследственные структуры которых и так наделены повышенной мутабильностью (Захидов и др., 2002; Гопко и др., 2003). Усиление генетической нестабильности, как известно, влечет за собой продукцию аномальных белков и ферментов, что, в свою очередь, приводит к гибели наиболее чувствительных клеток. Однако быстрая репопуляция семенников дифференцирующимися сперматогониальными клетками уже на 28 сут эксперимента свидетельствует о высокой пролиферативной активности сохранивших целостность стволовых клеток. Такое поведение стволовых сперматогониев, является ответной реакцией на массовую гибель дифференцирующихся половых клеток и было отмечено при воздействии различных химических мутагенов и радиации (Oakberg, 1975; Erickson, 1985; van Beek et al., 1990; Jiang, 1998; Kanatsu-Shinohara et al., 2003). Повышенная пролиферация стволовых сперматогониев снижается на 35 сут.

Среди дифференцирующихся сперматогенных клеток, у подопытных самцов линии SAMP1, наиболее восприимчивыми к воздействию мутагена оказались сперматогонии типа A2-4. Только этим, по-видимому, можно объяснить резкое снижение общего числа сперматогониев на 3 сут эксперимента, практически в раза по сравнению с контролем, а также еще более значительное уменьшение числа пахитенных сперматоцитов и округлых сперматид, соответственно, на 14 и 21 сут фиксации. Значительная потеря половых клеток на этой стадии дифференцировки сперматогониев продолжается еще примерно 7 нед с момента воздействия, на это указывает тот факт, что восстановление числа пахитенных сперматоцитов до уровня контроля происходит только на 56 сут эксперимента. Гибель большого числа половых клеток в сперматогониальном компартменте в целом широко распространенное явление (Lu et al., 1979; Erickson, 1985; Meistrich, 1993; Захидов 1993; Захидов и др., 1994; Nakagawa et al., 1997; Seaman et al., 2005) и рассматривается как один из механизмов элиминации генетически аберрантных половых клеток. Отсюда вполне понятно, что за массовую гибель дифференцирующихся сперматогониев после 3 сут с начала эксперимента повинны возникшие в стволовых клетках мутации.

Картина хаотизации упорядоченной структуры сперматогенного эпителия на 14 и 21 сут последействия хорошо согласуется с массовой элиминацией клеток в это время. Самыми частыми структурными нарушениями в поврежденных дипином семенниках были отслоения и слущивания половых клеток в просвет канальца, а также образование пространств между ними. По-видимому, эти процессы происходят в результате разрушения адгезивных контактов (adherens junctions) между половыми клетками и клетками Сертоли, из-за уменьшения мутагеном стероидогенной функции клеток Лейдига, или непосредственного воздействия на клетки Сертоли, что косвенно доказывается их повышенной “хрупкостью” на 14 сут фиксации.

Другой возможной причиной этих аномалий у подопытных самцов может быть деление дифференцированных клеток Сертоли. Возможность перехода этой, в норме стабильной популяции клеток, к пролиферации при некоторых патологических состояниях (Zhang et al., 2004, 2006; Chaudhary et al., 2005), а также после действия дипина на мышей-гибридов (Захидов и др., 1995; Гордеева и др., 2001; Маршак и др., 2002) сейчас хорошо доказана. Воздействие дипина на мышей-гибридов приводило к увеличению числа клеток Сертоли у этих животных на 14 и 21 сут фиксации в раза по сравнению с контролем. В настоящей работе в течение всего эксперимента число этих клеток практически не увеличивалось по сравнению с контролем. Тем не менее, на гистологических срезах семенников, мы встречали единичные митозы этих клеток и, на отпечатках окрашенных по Фельгену, меченные H3-тимидином ядра. Возможным объяснением отсутствия количественного выражения массивной пролиферации клеток Сертоли в наших результатах является гибель большей их части, скорее всего в G1 или G2 периодах клеточного цикла, т.е. еще до вступления в митоз, от полученных после воздействия мутагена сильных генетических повреждений.

Нарушение развития мужских половых клеток происходило и в профазе I мейоза. Здесь наиболее чувствительными клетками оказались сперматоциты на стадии ранней пахитены, о чем свидетельствует сравнительно низкое число продвинутых в развитии клеток (средние и поздние пахитены) на 3 сут фиксации.

Количественное определение содержание ДНК-фуксина в пахитенных сперматоцитах на 3 сут последействия подтверждает это предположение. В то же время, число пахитенных сперматоцитов и округлых сперматид на 7 сут не отличается от такового в контроле, что говорит о резистентности к воздействию дипина, соответственно, прелептотенных-зиготенных сперматоцитов и сперматоцитов на стадии поздней пахитены. Судя потому, что число ранних постмейотических клеток у подопытных мышей на 3 сут и тестикулярных спермиев в течение первой недели эксперимента значительно не изменялось, а на второй неделе число последних уменьшалось по сравнению с контролем более чем в 2 раза можно заключить, что дипин не оказывал цитотоксического действия на спермии и удлиняющиеся и округлые сперматиды, но в то же время приводил к гибели делящихся сперматоцитов. Эти наши наблюдения хорошо коррелируют с результатами полученными другими авторами при исследовании действия на сперматогенез радиации и алкилирующих агентов (Oakberg, 1975; Erickson, 1985; Lu, Meistrich 1979; Meistrich et al., 1982; Meistrich, 1993;

Codrington et al., 2004).

Количественное восстановление сперматогенеза у ускоренно стареющих мышей после однократного введения дипина начинает проявляться на 56 сут последействия.

Первым свидетельством этого является повышение числа сперматогониальных клеток до максимального уровня, после 28 сут, у мышей подвергшихся действию дипина. К 56 сут фиксации число пахитенных сперматоцитов достигает нормы, что говорит о нормализации развития клеток в сперматогониальном компартменте.

Полное же восстановление пулов всех типов клеток происходит только к 100 сут эксперимента, но при этом общее число этих клеток не достигает такового на 3 сут после воздействия дипина. В результатах количественного анализа сперматогеного эпителия контрольных мышей линии SAMP1 также обращает на себя внимание достоверное, в сравнении с 3 сут, снижение числа всех типов клеток, регистрируемое на 100 сут фиксации. Необходимо отметить, что к последнему сроку фиксации подопытные и контрольные самцы достигают критического, для этих ускоренно стареющих животных, возраста 6-7 мес, когда в семенниках мышей SAMP1 начинают преобладать семенные канальцы с нарушенным течением сперматогенеза. Эффект этот временный, у мышей из следующих возрастных групп структура сперматогенного эпителия восстанавливается (Гордеева, 2000; Захидов и др., 2001). Гистологическая характеристика сперматогенеза как у подопытных, так и контрольных самцов на сут эксперимента полностью согласуется с этими данными: часть канальцев имеет нормальную структуру и в то же время есть много семенных канальцев с полностью разрушенным сперматогенным эпителием. Таким образом, к концу эксперимента у подопытных животных происходит не только количественное восстановление сперматогенного эпителия, но и его организация полностью соответствует той, какая характерна для мышей SAMP1 в возрасте 6-7 мес. Это дает возможность заключить, что этап временной дезорганизации сперматогенного эпителия, ранее не описанный как фаза его онтогенетического развития у других линий животных, строго детерминирован для сперматогенной системы мышей линии SAMP1, является ее характерной особенностью. Если учесть, что у этих животных после 7 мес в большинстве случаев репродуктивная способность существенно снижается (Hosokawa et. al., 1997; Takeda et. al., 1997), то дальнейшее изучение механизмов регрессии сперматогенеза в этот период может оказаться плодотворным для понимания причин развития мужской стерильности.

Как видно из полученных результатов, хаотизация и распад сперматогенной системы у мышей линии SAMP1 под действием дипина не носят необратимого характера. Разрушения внутриканальцевых пространств стимулируют пролиферацию и дифференцировку стволовых сперматогониальных клеток. Благодаря активности последних старые дифференцированные канальцы довольно быстро пополняются половыми клетками новых поколений.

Еще одно важное наблюдение, сделанное в настоящей работе, состоит в том, что в ситуации, когда возникает угроза распада семенных канальцев, приходят в движение клеточные элементы rete testis, дающие начало молодым канальцам с гоноцитами и молодыми клетками Сертоли. Аналогичное явление было описано ранее при изучении семенников у крыс, подвергшихся локальному рентгеновскому облучению (Курносова, Райцина, 1987) и у мышей-долгожителей, склонных к ускоренному старению (Кулибин и др., 2005). Все это говорит о весьма большом запасе прочности зародышевого пути.

Суммируя данные количественного и гистологического анализов, можно заключить, что в восстановлении нарушенной мутагеном сперматогенной системы у ускоренно стареющих мышей принимают участие оба известных источника регенерации сперматогенного эпителия: стволовые клетки, расположенные на базальной мембране семенных канальцев, как это было отмечено у мышейгибридов, подвергшихся действию дипина (Захидов, 1993; Захидов и др., 1994), и предшественники сперматогенных клеток и клеток Сертоли, расположенные в rete testis. Существенно, что второй из указанных источников у животных с нормальной продолжительностью жизни включается только в случае практически полного нарушения сперматогенеза (Курносова, Райцина, 1987).

ВЫВОДЫ 1. Генетическая чувствительность к действию дипина развивающихся сперматогенных клеток у ускоренно стареющих мышей линии SAMPнеодинакова. Наиболее уязвимыми оказались профазные сперматоциты (стадия прелептотены-лептотены) и стволовые сперматогонии.

2. Хромосомные повреждения, индуцированные в клетках стволового компартмента, носят необратимый характер. Количество сперматогониальных и мейотических микроядерных аберраций на отдаленных сроках последействия (35-100 сут фиксации) существенно превышает уровень спонтанной хромосомной мутабильности.

3. Регрессивные количественные и морфологические изменения в сперматогенном эпителии после мутагенного вмешательства развиваются постепенно: только на 28 и 35 сут фиксации клеточные потери и дезорганизация системы развития мужских половых клеток достигают пика. Восстановление сперматогенеза в большинстве канальцев происходит на 56 сут последействия.

4. Повышенную цитотоксическую чувствительность к действию мутагена проявили часть стволовых клеток, сперматогонии типа A2-4, сперматоциты на стадии ранней пахитены и диплотены-диакинеза; более устойчивыми оказались сперматогонии типа Apr-Aal, сперматоциты на стадии прелептотены-зиготены, поздней пахитены, а также округлые, удлиняющиеся сперматиды и спермии.

Массивная гибель половых клеток приводит к усилению пролиферации уцелевших стволовых сперматогониев.

5. Восстановление сперматогенной системы происходит за счет деятельности двух систем регенерации: стволовых сперматогониальных клеток и клеточных элементов сети семенника (rete testis).

6. Появление у подопытных мышей линии SAMP1 в популяции клеток Сертоли единичных митотических фигур и меченных H3-тимидином ядер указывает на способность этих высокодифференцированных клеток к пролиферации.

Эта тенденция выражена значительно слабее, чем у мышей, развивающихся по механизму нормального физиологического старения.

7. Усиление генетической нестабильности стволовых сперматогониальных клеток в результате мутагенного воздействия не приводит к необратимой дезинтеграции структуры сперматогенного эпителия. В конечной точке эксперимента (сут фиксаци) количественная, морфологическая и цитохимическая картина сперматогенеза принципиально не отличается от контроля.

8. У контрольных и подопытных животных в возрасте 6-7 мес одинаково наступает фаза дезорганизации сперматогенного эпителия, что доказывает ее детерминированность для сперматогенного процесса у ускоренно стареющих мышей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Кулибин А.Ю., Захидов С.Т. Морфологические изменения сперматогенного эпителия у ускоренно стареющих мышей SAMP1 в ответ на действие химического мутагена дипина // Тезисы Всероссийской научной конференции «Гистологическая наука в России в начале XXI века: итоги, задачи, перспективы». Москва. 2003. С.234.

2. Кулибин А.Ю. Цитогенетические изменения сперматогенных клеток у мышей линии SAMP1 (Senescence-accelerated mouse prone) под влиянием химического мутагена дипина // Тезисы Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина». Москва. 2005. С.61.

3. Кулибин А.Ю., Захидов СТ. Нарастание потенциальных генетических повреждений в стволовых клетках и развитие сперматогенного процесса у ускоренно стареющих мышей SAMP1 после мутагенного вмешательства // Тезисы конференции “Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты”. Москва. 2005. С.42-43.

4. Маршак Т.Л., Кулибин А.Ю., Захидов С.Т. Источники регенерации сперматогенного эпителия у мышей // Тезисы конференции “Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты”. Москва. 2005. С.46-48.

5. Захидов С.Т., Кулибин А.Ю. Усиление генетической нестабильности сперматогенной системы у ускоренно стареющих мышей SAMP1 под влиянием модельного мутагена дипина // ДАН. 2006. Т.407. №3. С.411-413.

6. Кулибин А.Ю., Захидов С.Т., Маршак Т.Л., Сабурина И.Н. 2006.

Экспериментальное изучение динамики сперматогенеза у ускоренно стареющих мышей SAMP1 // ДАН. 2006. Т.410. №6.

Pages:     | 1 | 2 ||






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