Учёные из Японии впервые вырастили ооциты приматов в лаборатории

Все типы клеток человеческого тела образуются в процессе дифференцировки, когда стволовые клетки превращаются в более специализированные. Контролировать этот процесс in vitro сложно. Особый интерес представляют ооциты — женские половые клетки, которые развиваются в яйцеклетки. Понимание их развития важно для лечения бесплодия и сохранения исчезающих видов.

Новое исследование японской группы под руководством доктора Митинори Сайто успешно индуцировало мейотические (делящиеся) ооциты из эмбриональных стволовых клеток яванских макак, которые имеют много физиологических сходств с человеком. Цель работы — пролить свет на развитие половых клеток у приматов. Результаты опубликованы в The EMBO Journal.

Ранее команда разработала условия для индукции оогониев (предшественников ооцитов) из человеческих клеток-предшественников половых клеток (hPGCLCs) путём их агрегации с клетками яичников эмбрионов мышей и культивирования на границе раздела фаз воздух–жидкость. Аналогичным образом PGCLCs макак дифференцировались в оогонии, но не развивались дальше в мейотические ооциты.

Чтобы преодолеть это препятствие, индуцированные оогонии изолировали, повторно агрегировали с соматическими клетками яичников эмбрионов мышей и снова культивировали.

В этих новых условиях оогонии макак успешно дифференцировались в мейотические ооциты, но их развитие остановилось на второй стадии мейоза. Анализ одноклеточных транскриптомов показал, что транскриптомная динамика ооцитов in vitro была схожа с таковой in vivo.

Исследователи также выявили различия в экспрессии генов между ооцитами in vitro и in vivo, что указывает на «узкое место» в развитии ооцитов в лаборатории, которое может приводить к остановке мейоза.

Кроме того, анализ метилома всего генома показал, что индуцированные ооциты участвовали в процессе геномной деметиляции in vitro, как и при развитии женских половых клеток мыши и человека. Также было замечено, что деметиляция по-разному протекала на отцовской и материнской X-хромосомах.

Эти уникальные динамики метилирования были обнаружены и в человеческих оогониях, индуцированных in vitro, что говорит о возможном едином механизме развития женских половых клеток у всех приматов. Таким образом, данная культуральная система может служить моделью для изучения этого процесса.

Авторы отмечают, что их метод реконструкции нескольких этапов развития женских половых клеток может помочь прояснить молекулярные механизмы развития ооцитов у приматов и в будущем способствовать лечению нарушений в репродуктивной медицине.

Первый автор работы доктор Саюри Гёбу-Мотани заявила: «Мы надеемся, что наша культуральная система поможет в сохранении исчезающих видов и создании систем индукции ооцитов in vitro для других видов млекопитающих с большой продолжительностью жизни».