Изучение роли эндокринных факторов в регуляции цитологических и молекулярных механизмов старения ооцитов млекопитающих

Номер гранта:13-04-01888
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2013г.
Руководитель: Лебедева И.Ю.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Основным фактором, детерминирующим репродуктивный потенциал самок у различных видов млекопитающих, в том числе у человека, является качество ооцитов, которое снижается в процессе репродуктивного и постовуляторного старения. Однако механизмы старения половой клетки, особенно их физиологические регуляторы, исследованы лишь в незначительной степени. Поэтому целью представленного проекта является изучение влияния двух родственных гипофизарных гормонов, участвующих в регуляции созревания ооцитов – пролактина и гормона роста – на цитологические и молекулярные изменения, ассоциированные с процессом старения яйцеклеток, а также идентификация механизмов такого влияния. Объектом исследований будут служить ооциты коров, что обусловлено полученными нами ранее данными о регуляторных эффектах, экспрессии рецепторов и активируемых сигнальных каскадах пролактина в этих клетках. В качестве модельной системы будет использовано пролонгированное культивирование ооцитов in vitro, которое сопровождается функциональными изменениями, аналогичными таковым при постовуляторном старении яйцеклеток. В ходе выполнения проекта планируется охарактеризовать влияние пролактина и гормона роста на состояние хромосом при поддержании и снятии блокады мейоза II, спонтанную активацию, апоптоз и потенцию стареющих ооцитов к эмбриональному развитию, а также идентифицировать вовлеченные внутриклеточные сигнальные пути. Кроме того, планируется сравнить функционирование молекулярных механизмов, ассоциированных с инициацией старения яйцеклеток и активностью мейотических киназ, в присутствии исследуемых гормонов. В результате выполнения предлагаемого проекта будут получены новые данные, необходимые для понимания эндокринных механизмов, регулирующих процессы старения в завершивших созревание ооцитах. Полученная информация также может быть полезна при разработке методов вспомогательных репродуктивных технологий, учитывающих возраст самок или использующих постаревшие ооциты на стадии метафазы II.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

На модели пролонгированного культивирования ооцитов коров проведено сравнительное исследование характера и механизмов действия двух родственных гипофизарных гормонов, пролактина и гормона роста, на состояние хромосом в метафазе мейоза II, спонтанную партеногенетическую активацию, апоптоз и способность к эмбриональному развитию стареющих яйцеклеток. Анализ динамики цитологических изменений показал постепенное возрастание частоты хромосомных нарушений и спонтанное снятие блокады второго деления мейоза в процессе пролонгированного культивирования ооцитов. У стареющих ооцитов также снижалась резистентность к апоптозу и способность к дальнейшему эмбриональному развитию. Обнаружено, что пролактин и гормон роста оказывают тормозящее влияние на деструктивные изменения морфологии метафазных хромосом, которое опосредуется окружающими ооциты соматическими клетками кумулюса, содержащими соответствующие рецепторы, и зависит от активации тирозинкиназ и протеинкиназы Akt. Такое позитивное действие гормона роста связано со снижением активности эндотелиальной NO-синтазы в ооцит-кумулюсных комплексах. В то же время ингибирующее влияние пролактина на аномальные изменения метафазных хромосом в ооцитах реализуется посредством не только инактивации эндотелиальной NO-синтазы, но и активации нейрональной NO-синтазы. При этом оба гормона не изменяют общую активность NO-синтазы в зрелых ооцитах, что свидетельствует о регуляции ими активности различных изоформ NO-синтазы на уровне клеток кумулюса. Также установлено, что пролактин и гормон роста подавляют партеногенетическую активацию стареющих яйцеклеток, причем этот эффект достигается путем прямого воздействия на половые клетки и связан с активацией MAPK/ERK сигнального пути и/или тирозинкиназ семейства Src. В зрелых ооцитах коров продемонстрирована экспрессия рецепторов пролактина и гормона роста, что подтверждает наличие прямого пути влияния гормонов на яйцеклетки к моменту инициации процессов старения. При проведении исследований обнаружена способность пролактина снижать частоту апоптотической дегенерации стареющих ооцитов. Эта способность связана с поддержанием прогестерон-секретирующей активности клеток кумулюса и реализуется посредством активации сигнальных путей, зависящих от протеинкиназы С и протеинкиназы Akt. Кроме того, пролактин может повышать компетенцию зрелых ооцитов к дальнейшему эмбриональному развитию, снижающуюся в процессе старения. Такое позитивное действие пролактина на качество цитоплазмы яйцеклеток реализуется через клетки кумулюса и связано с активацией тирозинкиназ семейства Src, протеинкиназы Akt и/или протеинкиназы С. В целом, результаты работы показывают, что пролактин и гормон роста могут специфически воздействовать на зрелый ооцит и повышать его устойчивость к процессам старения. Это гормональное влияние на яйцеклетки вовлекает различные сигнальные каскады и может быть как прямым, так и опосредованным сопряженными соматическими клетками. Полученная информация будет полезна при разработке методов вспомогательных репродуктивных технологий, использующих длительное культивирование ооцитов на стадии метафазы II.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 22.10.2019.

Библиография

Приведена в авторской редакции.
Помог ли вам материал?
0    0