Влияние нагревания на сперматогенез: механизм выявлен с помощью культуры органов

Исследователи из Национального института фундаментальной биологии Японии под руководством Сёсэя Ёсиды детально изучили, как повышение температуры приводит к нарушению сперматогенеза и мужскому бесплодию, используя метод культуры органов.

Ключевые результаты:

• Множественные точки уязвимости: При культивировании семенников мышей при разных температурах (от 30°C до 40°C) было обнаружено, что сперматогенез нарушается на нескольких этапах (прогрессия мейоза, образование и трансформация гаплоидных клеток) с чёткой температурной зависимостью.
• Критическая температура для мейоза: Нагрев до 37–38°C (температура брюшной полости) серьёзно нарушает процесс мейоза — деления, в котором гомологичные хромосомы разделяются с образованием гаплоидных сперматозоидов.
• Механизм нарушения: При повышенной температуре нарушаются репарация двунитевых разрывов ДНК и спаривание гомологичных хромосом — ключевые этапы для правильного расхождения хромосом. Повреждённые клетки впоследствии гибнут через механизмы клеточного контроля (чекпоинты).

Значение исследования:

• Методология: Работа продемонстрировала эффективность системы культуры органов, разработанной Такэхико Огавой, которая позволяет поддерживать полный сперматогенез in vitro и исключает влияние внегонадных факторов (эндокринная, нервная системы).
• Новое понимание: Открытие «такого деликатного ансамбля множественных температурно-зависимых событий» (С. Ёсида) стало возможным только благодаря использованию культуры органов.
• Биологический смысл: Исследование подчёркивает, что даже при нормальной температуре ядра тела (37–38°C) ключевые процессы сперматогенеза легко повреждаются. Функция мошонки и клеточные чекпоинты обеспечивают, что только сперматозоиды, развившиеся при пониженной температуре, участвуют в оплодотворении.

Опубликовано в: Communications Biology.