Открыт механизм фертильности

Немецкие ученые открыли механизм контроля фертильности ооцитов, который в будущем может иметь терапевтическое значение.

Профессор Вальтер Штокер (Walter Stöcker) из Зоологического Института при Университете Майнца им. Йоханнеса Гутенберга (Johannes Gutenberg University Mainz, JGU) обнаружил, что белок крови фетуин-В (fetuin-B) играет важную роль в оплодотворении ооцитов.

Фетуин-В, впервые обнаруженный в 2000 г., синтезируется клетками печени и выделяется в кровоток. В ходе настоящей работы было установлено, что фетуин-В способствует фертильности ооцитов, регулируя толщину защитной блестящей оболочки (zona pellucida) этих клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Developmental Cell.

Роль, которую выполняет белок фетуин-В в плазме крови, была выявлена совместно с исследовательской группой из Высшей Технической Школы земли Северный Рейн – Вестфалия при Университете Аахена (RWTH Aachen University, Германия). Ученые из Аахена установили, что самки мышей, у которых отсутствовал фетуин-В, были бесплодны даже при нормальном развитии яичников. Однако фертильность восстанавливалась, когда яичники пересаживали немутантным мышам с нормальной продукцией белка.

«Это доказывает, что не сами яичники, а белок плазмы крови фетуин-В определял фертильность мышей», - объясняет Штокер.

Механизм работает следующим образом: ооциты человека и других млекопитающих окружены защитной оболочкой, называемой zona pellucida. Блестящая оболочка после успешного оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом моментально отвердевает, после чего дальнейшее проникновение сперматозоидов в яйцеклетку становится невозможным. Таким образом предотвращается множественное оплодотворение (полиспермия), вызывающее гибель эмбриона у многих млекопитающих. Затвердевание блестящей оболочки запускается протеолитическим ферментом овастацином (ovastacin), функцию которого исследует команда Штокера в Майнце. Протеаза овастацин хранится в везикулах (транспортных пузырьках) внутри яйцеклетки, и при проникновении первого сперматозоида в ооцит фермент мгновенно выбрасывается в пространство между яйцеклеткой и блестящей оболочкой – происходит кортикальная реакция.

Однако небольшое количество овастацина непрерывно «просачивается» даже из неоплодотворенной яйцеклетки, что вызывает утолщение оболочки еще до того, как сперматозоид ее преодолеет.

«Роль фетуина-В заключается в инактивации небольших количеств овастацина, просачивающихся из яйцеклетки, что сохраняет возможность оплодотворения ооцита, - добавляет Штокер, - Однако как только сперматозоид проник в яйцеклетку, кортикальная реакция будет запущена, и поток овастацина подавит ингибирующую способность фетуина-В, инициируя процесс отвердевания блестящей оболочки».

Исследователи впервые показали, что преждевременное затвердевание блестящей оболочки может быть причиной бесплодия. Возможно, это станет основой для разработки будущих форм лечения бесплодия.

Оплодотворение ооцита в присутствии и в отсутствие фетуина-В (фото: Walter Stöcker, Institute of Zoology, JGU)

По материалам Universität Mainz

Оригинальная статья:
Eileen Dietzel, Jennifer Wessling, Julia Floehr, Cora Schäfer, Silke Ensslen, Bernd Denecke, Benjamin Rösing, Joseph Neulen, Thomas Veitinger, Marc Spehr, Tanja Tropartz, René Tolba, Thomas Renné, Angela Egert, Hubert Schorle, Yuliya Gottenbusch, André Hildebrand, Irene Yiallouros, Walter Stöcker, Ralf Weiskirchen, Willi Jahnen-Dechent. Fetuin-B, a Liver-Derived Plasma Protein Is Essential for Fertilization. Developmental Cell, 2013; 25 (1): 106 DOI: 10.1016/j.devcel.2013.03.001