Войти
Гоноциты являются предшественниками сперматогоний, которые дифференцируются в семеннике от примордиальные половые клетки примерно на 7 неделе эмбрионального развития и существуют до постнатального периода, когда они становятся сперматогониями. Несмотря на некоторое использование этого термина для обозначения предшественников оогонии, в целом он ограничивался мужскими половыми клетками. Зародышевые клетки действуют как носители наследования, передавая генетическую и эпигенетическую информацию от одного поколения к другому. Мужская фертильность ограничивается непрерывными сперматогониями, которые зависят от высокой популяции стволовых клеток. Таким образом, функция и качество дифференцированных сперматозоидов зависят от способности исходных сперматогониальных стволовых клеток (SSC).
Гоноциты представляют собой половые клетки, подвергающиеся последовательной краткосрочной и миграционные стадии развития. Это происходит между тем временем, когда они заселяют формирующиеся гонады на генитальном гребне, и до момента их миграции на базальную мембрану семенных канатиков. Развитие гоноцитов состоит из нескольких фаз: пролиферации, дифференцировки, миграции и апоптоза. Аномальное развитие гоноцитов приводит к заболеваниям, связанным с фертильностью.
Они также идентифицируются как пресперматогония, просперматогония и примитивные половые клетки, хотя гоноциты являются наиболее распространенными.
Гоноциты описываются как большие и сферические, с выступающим ядром и двумя ядрышками. Термин гоноцит был создан в 1957 году канадскими учеными Ивом Клермоном и Бернаром Переем. Они посчитали важным изучить происхождение сперматогоний и провели исследование на крысах, чтобы выяснить это. В 1987 году Клермон назвал гоноциты клетками, которые дифференцируются в сперматогонии типа A, которые дифференцируются в сперматогонии типа B и сперматоциты.
. В очень немногих исследованиях гоноциты также использовались для обозначения женских половых клеток. в зачатке яичника. Спецификация гоноцитов, которые должны быть ограничены мужскими половыми клетками, произошла после того, как были обнаружены фундаментальные различия между механизмами мужских и женских половых клеток плода. Некоторые ученые предпочитают термины «просперматогония» и «пресперматогония» из-за их функциональной ясности.
Более поздние исследования показали, что процесс от первичных зародышевых клеток к сперматогониальному развитию происходит постепенно, без четких маркеров экспрессии генов, позволяющих различить клетки-предшественники. Исследование 2006 года показало, что некоторые гоноциты дифференцируются прямо в коммитированные сперматогонии (тип B), а не в сперматогониальные стволовые клетки (тип A).
Гоноциты являются долгоживущими предшественниками половые клетки, ответственные за производство сперматогониальных стволовых клеток (SSC). Гоноциты связаны как с зародышевыми клетками плода, так и с неонатальными зародышевыми клетками с того момента, когда они входят в зачаток семенников, до тех пор, пока не достигнут базовой мембраны в семенных канатиках и дифференцируются. Во время гастурации определенные клетки откладываются для дальнейшего развития гамет. Эти клетки называются постмиграционными зародышевыми клетками (PGC). Популяция гоноцитов развивается из постмиграционных зародышевых клеток (PGCs) около 15 эмбрионального дня (ED). В этой точке развития PGCs становятся бездействующими и остаются неактивными до рождения. Вскоре после рождения клеточный цикл продолжается, и начинается производство послеродовых сперматогоний. Гоноциты мигрируют на базальную мембрану для размножения. Гоноциты, которые не мигрируют, подвергаются апоптозу и очищаются от семенного эпителия. Сперматогонии образуются в младенчестве и дифференцируются на протяжении всей взрослой жизни.
В настоящее время существуют две предложенные модели для формирования сперматогониальной линии во время неонатального развития. Обе модели предполагают, что популяция гоноцитов развивается из подмножества постмиграционных половых клеток (PGCs), но различаются предполагаемыми подмножествами производных гоноцитов. Одна из моделей предполагает, что PGCs дают начало единственной субпопуляции плюрипотентных гоноцитов, которые либо становятся SSCs, из которых затем возникают предшественники, либо напрямую дифференцируются в сперматогонии типа A. Другая модель предполагает, что PGCs дают начало множеству предопределенных подмножеств гоноцитов, которые продуцируют основной пул SSC, исходную популяцию сперматогониальных клеток-предшественников и начальные дифференцирующие сперматогонии типа A.
Развитие половые клетки можно разделить на две фазы. Первые фазы включают в себя фетальную и неонатальную фазы развития половых клеток, которые приводят к образованию SSC. Вторая фаза - это сперматогенез, который представляет собой цикл регулируемого митоза, мейоза и дифференцировки (посредством спермиогенеза ), ведущего к производству зрелые сперматозоиды, также известные как сперматозоиды.
Гоноциты функционально присутствуют во время первой фазы созревания и развития зародышевых клеток. Этот период состоит из первичных зародышевых клеток (PGC), исходных клеток, которые начинают развитие зародышевых клеток в эмбрионе, и гоноцитов, которые после дифференциации от PGC подвергаются регулируемой пролиферации, дифференцировке, миграции и апоптозу. для производства SSC. Таким образом, гоноциты соответствуют стадиям развития между PGC и SSC.
Гоноциты образуются в результате дифференцировки PGC. Эмбриональные клетки инициируют развитие половых клеток в проксимальном эпибласте, расположенном рядом с внеэмбриональным эктодерма высвобождением костного морфогенетического белка 4 (BMP4) и BMP8b. Эти белки специфицируют эмбриональные клетки в PGCs, экспрессирующие гены PRDM1 и PRDM14 в эмбриональный день (E) 6.25. Также указаны PGC, которые положительно окрашены с помощью щелочной фосфатазы и экспрессируют Stella на E7.25. Между E7.5 и E12.5 эти PGC мигрируют к генитальному гребню, где они образуют тестикулярные тяжи, посредством цитокиновых взаимодействий CXCR4 и c-Kit мембранные рецепторы и их лиганды SDF1 и SCF соответственно. В течение этого миграционного периода PGC подвергаются эпигенетическому репрограммированию посредством генома по всему геному деметилирования ДНК. Оказавшись в генитальном гребне, эти зародышевые клетки и окружающие поддерживающие клетки подвергаются определению пола за счет экспрессии гена SRY. Только после этих этапов развития зародышевые клетки, присутствующие в сформировавшихся шнурах яичка, идентифицируются как гоноциты.
Чтобы обеспечить долгосрочное производство спермы, гоноциты подвергаются пролиферации. для создания пополняемого пула SSC. Будучи заключенными клетками Сертоли, чтобы сформировать семенные канатики, гоноциты претерпевают последовательность различных периодов митоза у плода и новорожденного с фазой покоя между ними. Митотическая активность, возникающая в неонатальном периоде, необходима для миграции гоноцитов к базальной мембране семенного канатика, чтобы дифференцироваться в SSC. Поскольку многие популяции гоноцитов находятся на разных стадиях развития, митотические и покоящиеся гоноциты сосуществуют в неонатальных развивающихся семенниках.
. Пролиферация в гоноцитах плода и новорожденного регулируется по-разному. Ретиноевая кислота (RA), биоактивный метаболит сетчатки, представляет собой морфоген, модулирующий гоноциты плода распространение. При исследовании активности гоноцитов плода в культурах органов был зарегистрирован RA для незначительной стимуляции пролиферации. Более того, RA ингибирует дифференцировку, не давая гоноцитам плода вступать в митотическую остановку, одновременно вызывая апоптоз. Предполагается, что РА, уменьшая общую популяцию гоноцитов плода посредством апоптоза, позволяет устранить мутировавшие и дисфункциональные половые клетки. Активация протеинкиназы C с помощью сложного эфира форбола PMA также снижает митотическую активность гоноцитов плода.
Существует ряд факторов, влияющих на пролиферацию гоноцитов новорожденных, в том числе 17β-эстрадиол (E2), фактор ингибирования лейкемии (LIF), фактор роста тромбоцитов (PDGF) -BB и RA. Производство PDGF-BB и E2 окружающими клетками Сертоли активирует их соответствующие рецепторы на неонатальных гоноцитах, запуская пролиферацию через интерактивный механизм перекрестных помех. Предполагается, что регуляция LIF позволяет гоноцитам становиться чувствительными к факторам клеток Сертоли, запускающим пролиферацию, таким как PDGF-BB и E2. По сравнению с гоноцитами плода, РА играет аналогичную функциональную роль в гоноцитах новорожденных; Он одновременно стимулирует пролиферацию и апоптоз для регуляции популяции гоноцитов и будущих SSC.
Миграция гоноцитов к базальной мембране семенного канатика необходима для их дифференцировки в SSC. Этот процесс регулируется разными факторами.
Различные исследования обеспечивают всестороннее сравнение экспрессии c-Kit на мембране клеток и поведения, связанного с миграцией, например PGCs. Хотя экспрессия c-Kit очевидна в небольшой фракции неонатальных гоноцитов, они также экспрессируют рецептор PDGF бета (PDGFRβ) на своей мембране, чтобы способствовать их миграции. Ингибирование рецепторов PDGF и c-Kit с помощью in vivo обработки иматинибом, ингибирующим лекарственным средством, прервало миграцию, что привело к появлению ряда гоноцитов, центрально расположенных в семенного канатика.
Комплексы АДАМ-Интегрин - Тетраспанин, которые представляют собой семейство белков, также опосредуют миграцию гоноцитов. Эти комплексы состоят из различных белков, которые связываются с интегринами, обнаруженными на базальной мембране семенного канатика и в местах, где обычно находятся сперматогонии, что позволяет гоноцитам мигрировать и связываться с базальной мембраной.
Реакции окисления, необходимые для превращения ретинола в ретиноевую кислоту в клетке гоноцитов Дифференциация гоноцитов в SSC происходит только после того, как клетки установили тесный контакт с базальной мембраной в семенных канатиках. RA является наиболее охарактеризованным активатором дифференцировки гоноцитов. Синтез de novo RA включает ретинол, предшественник RA, который транспортируется к мембранному рецептору STRA6 посредством ретинол-связывающий белок, высвобождаемый клетками Сертоли. Связывание ретинола с STRA6 эндоцитозом ретинола в клетку, в результате чего он подвергается реакциям окисления с образованием RA. RA также напрямую переносится из окружающих клеток Сертоли или сосудистой сети. Интернализация RA запускает различные пути, которые модулируют дифференцировку, такие как рецептор PDGF пути и сигнальный путь янус-киназы 2 (JAK2).
антимюллеров гормон ( AMH), гликопротеин гонадный гормон, продуцируемый клетками Сертоли на ранней стадии развития, является единственным гормоном, который значительно увеличивает количество успешно дифференцированных гоноцитов.
Время дифференцирования регулируется сигнализацией NOTCH. Функциональные компоненты сигнального пути NOTCH экспрессируются и высвобождаются как развивающимися, так и взрослыми клетками Сертоли. Активация сигнального пути имеет решающее значение для развития гоноцитов, поскольку она заставляет гоноциты выходить из состояния покоя и вступать в дифференцировку. Чрезмерная активация пути позволяет эффективно ингибировать покой и дифференцировку гоноцитов.
Гоноциты - это большие клетки со сферическим эухроматическим ядром, два ядрышка и окружающий кольцеобразный цитозоль. На протяжении большей части своего периода развития гоноциты структурно поддерживаются цитоплазматическими расширениями окружающих клеток Сертоли и подвешиваются ядрами клеток Сертоли на базальной мембране. Гоноциты прикреплены к клеткам Сертоли с помощью щелевых соединений, десмосомных соединений и ряда различных молекул клеточной адгезии, таких как коннексин 43, PB-кадгерин и NCAM для регулирования межсетевого обмена. Гоноциты отделяются от этих соединений и мигрируют, так что базальная сторона клетки находится в непосредственной близости с базальной мембраной, где они претерпевают фенотипические изменения и принимают вид сперматогоний.
Дисфункциональное развитие половых клеток играет важную роль в заболеваниях, связанных с фертильностью . Развитие PGC в гоноциты и дифференцировка гоноцитов в SSC имеют решающее значение для фертильности взрослых, а дефектный рост часто приводит к бесплодию.
опухолям половых клеток яичка, которые возникают в основном у молодых людей, являются следствием преинвазивных клеток, называемых карциномой in situ (CIS). Развитие CIS происходит из-за того, что зародышевые клетки плода, такие как гоноциты, остановлены в состоянии покоя и не могут должным образом дифференцироваться. Это приводит к злокачественной трансформации половых клеток до тех пор, пока они не перерастут в явную зародышевую клетку рак после полового созревания.
Крипторхизм, также известный как неопустившийся семенник, является распространенным врожденным дефектом, влияющим на формирование мужских половых органов. Лица с диагнозом крипторхизм часто подвержены риску рака яичек и бесплодия из-за дисфункции развития неонатальных половых клеток, в частности, нарушения дифференцировки гоноцитов во взрослые темные сперматогонии. Предполагается, что эта дисфункция является результатом теплового стресса, вызванного неопущенными яичками, остающимися в брюшной полости и неспособными регулировать ее температуру, что часто достигается с помощью мошонки.
