Получены искусственные сперматозоиды мыши

28.02.20167180

Группа китайских ученых заявила о разработке способа создания зачаточных сперматозоидов мыши в лаборатории и использовании их для получения потомства.

Если заявление выдержит тщательную проверку, оно сможет подсказать и способ получения в лаборатории спермы человека для решения проблем бесплодия. Однако некоторые исследователи не доверяют сообщению, опубликованному в журнале Cell Stem Cell [1].

«Результаты невероятно интересны и важны», – считает Якоб Ханна (Jacob Hanna), специалист в области стволовых клеток Института Наук Вейцмана (Weizmann Institute of Science, Израиль). Однако Такаши Шинохара (Takashi Shinohara), специалист по репродуктивной биологии из Киотского Университета (Kyoto University, Япония), относящийся к числу исследователей, подвергающих работу сомнению, отмечает, что ученые сражались за повторение нескольких предыдущих заявлений о создании спермы в лаборатории.

В 2011 г. группа молекулярных биологов под руководством Митинори Саиту (Mitinori Saitou) из Киотского Университета сообщила об успешном воссоздании первых стадий развития сперматозоидов в чашке Петри. Исследователям удалось направить эмбриональные стволовые клетки мыши в сторону развития клеток, имеющих сходство с первичными половыми клетками (ППК) – важной стадией развития как яйцеклеток, так и сперматозоидов.

Группа Саиту перенесла искусственные ППК в организм мыши: при имплантации в яички они развивались в сперматозоиды, при переносе в яичники – в яйцеклетки.

В новом исследовании Сяо-Ян Жао (Xiao-Yang Zhao), специалист по биологии развития из Южного Медицинского Университета Гуанчжоу (Southern Medical University) и Ци Жоу (Qi Zhou), специалист по клонированию и биологии стволовых клеток из Зоологического Института (Institute of Zoology) в Пекине, совместно с коллегами из Медицинского Университета Нандзиня (Nanjing Medical University) (все Китай) заявляют, что они превзошли результаты работы Саиту, осуществив еще один этап в лабораторных условиях.

Группа китайских исследователей впервые получила ППК мыши и добавила к ним клетки, полученные из тестикулярной ткани новорожденного мышонка, а также некоторые биологические соединения.

Исследователи сообщают, что через четырнадцать дней культивирования сформировались сперматидоподобные клетки. Сперматиды еще не являются зрелыми сперматозоидами: это округлые, в отличие от вытянутых сперматозоидов, клетки, не способные двигаться. Однако они уже имеют только гаплоидный набор хромосом, что указывает, что в отличие от ППК, они прошли критическую стадию развития — мейоз, на которой происходит разделение пар хромосом каждой клетки.

Исследователи инъецировали сперматиды непосредственно в яйцеклетки мыши, в результате чего появилось потомство, которое в возрасте 15 месяцев кажется здоровым, отмечает Жао. Эти животные фертильны и смогли дать начало следующему поколению мышей.

«Факт, что полученную клетку можно инъецировать в яйцеклетку и получить жизнеспособных животных – убедительный показатель, – говорит Аллан Спрэдлинг (Allan Spradling), специалист по репродуктивной биологии из Института Наук Карнеги (Carnegie Institution for Science, Балтимор, США), - Однако полученные мыши все еще могут иметь дефекты или проблемы, которые не проявляются до более позднего возраста».

Азим Сурани (Azim Surani), специалист по биологии развития Кэмбриджского Университета (University of Cambridge, Великобритания), отмечает, что результаты обнадеживают, однако, он обращает внимание, что сложно быть уверенным, действительно ли искусственные сперматиды ведут себя так же, как «натуральные».

Другие исследователи проявляют озабоченность в основном относительно времени процесса, приводящего к формированию клеток спермы. Жоу и Жао сообщают, что на основе генетического анализа искусственные ППК становились похожи на натуральные клетки мыши через 12,5 дней развития. Однако Саиту и другие исследователи говорят, что искусственные ППК выглядят скорее как 9,5-дневные «натуральные» клетки.

Кроме того, некоторые стадии развития половых клеток осуществлялись неожиданно быстро: в норме у мышей процесс формирования сперматид из ППК занимает более 4 недель, однако, у китайских ученых этот процесс с использованием искусственных ППК занял всего 14 дней.

«Нужно очень внимательно относиться к возможным последствиям этой статьи», – говорит Саиту.

По словам Шинохара, предложенный исследователями сценарий «практически невозможен», а Такехико Огава (Takehiko Ogawa), специалист по репродуктивной биологии из Университета Города Йокогамы (Yokohama City University, Япония ), заявляет, что результаты настолько удивительны, что он не может им поверить. Огава планирует попытаться воспроизвести результаты китайских ученых.

Жоу заявляет, что результаты настолько надежны, что их протокол можно воспроизвести в других лабораториях, и что разница в создании сперматозоидов в лаборатории и естественном процессе сперматогенеза в организме мыши вполне нормальна. Он отмечает, что частично ускорение возможно из-за того, что клетки, похоже, пропускают стадию «ареста», через которую в норме проходят «натуральные» ППК. Однако Саиту считает, что эта стадия критична для нормального развития ППК, а при ускоренном развитии, по мнению ученого, сперматиды могут не быть нормальными.

Применение такой же концепции для создания спермы человека станет следующим шагом работы, заявляет Жао. Год назад Ханна и Сурани сообщили о получении ППК в лабораторных условиях из репрограммированных клеток кожи. Однако по этическим причинам они не внедряли клетки человеку [3].

По словам Жао, его исследовательская группа уже пытается получить зрелые ППК человека в лаборатории, используя тестикулярную ткань, полученную от пациентов. Ханна же, заявляющий, что такая ткань сложна для работы, использует клетки, полученные из тестикулярной ткани мышей, свиней и обезьян в аналогичных экспериментах.

Тем не менее, существует большая разница между формированием спермы у мышей и человека, обращает внимание Йи Жанг (Yi Zhang), генетик из Гарвардской Медицинской Школы в Бостоне (Harvard Medical School, США). «Этот процесс может быть не столь прямолинеен, как надеются люди», – говорит ученый.

Эти мыши, возраста около 12 месяцев, родились из яйцеклеток, оплодотворенных искусственными сперматидами, созданными в лаборатории, заявляют китайские ученые. (фото: Xiao-Yang Zhao/Qi Zhou/Jia-Hao Sha)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2016.19453

Литература:
1. Zhou, Q. et al. Cell Stem Cell 18, 1–11 (2016).
2. Hayashi, K., Ohta, H., Kurimoto, K., Aramaki, S. & Saitou, M. Cell 146, 519–532 (2011).
3. Irie, N. et al. Cell 160, 253–268 (2015).


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей