Phản ứng của hệ thống sinh tinh đối với chất gây đột biến hóa học dipin ở chuột SAMP1 tăng tốc lão hóa

Pleiades Publishing Ltd - Tập 35 - Trang 233-242 - 2008
A. Yu. Kulibin1, S. T. Zakhidov1,2, T. L. Marshak1, O. M. Chelombit’ko2
1Kol’tsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2Department of Embryology, Biological Faculty, Moscow State University, Vorob’evy gory, Moscow, Russia

Tóm tắt

Các đặc điểm cụ thể của quá trình sinh tinh đã được nghiên cứu ở chuột tăng tốc lão hóa giống SAMP1 sau khi tiêm một lần chất gây đột biến hóa học dipin. Các thay đổi định lượng và hình thái học trong biểu mô sinh tinh đã phát triển dần dần. Sự mất mát tế bào và sự tổ chức lại của quá trình sinh tinh đạt đến mức cao nhất vào ngày 28 và 35 sau khi tiêm. Các tế bào sinh tinh đang phân hóa thể hiện sự nhạy cảm tăng lên với dipin. Trong giai đoạn prophase I của quá trình giảm phân, các tinh bào đang phát triển ít nhạy cảm hơn với tác động độc tế bào của dipin trong giai đoạn pachytene hơn là ở các giai đoạn preleptotene-leptotene. Quá trình sinh tinh trong hầu hết các ống sinh tinh đã được phục hồi vào ngày 56 sau khi điều trị bằng dipin. Vào cuối thí nghiệm (ngày 100), cả các tham số định lượng và hình thái học của quá trình sinh tinh không khác biệt đáng kể so với nhóm chứng. Do đó, tác động độc tế bào của dipin không dẫn đến sự tổ chức lại cấu trúc không thể đảo ngược của biểu mô sinh tinh ở chuột SAMP1. Phương pháp radioautography cho thấy một tỷ lệ lớn các tế bào Sertoli phân hóa cao có nhân được đánh dấu bằng 3H-thymidine ở các động vật thí nghiệm. Trong một số trường hợp, các cấu trúc tương tự như ống sinh tinh phôi được phát hiện gần rete testis trong các lát cắt mô học của tinh hoàn chuột thí nghiệm. Những cấu trúc này chứa các tế bào có hình thái tương tự như gonocytes và các tế bào Sertoli chưa trưởng thành.

Từ khóa

#sinh tinh #chuột SAMP1 #dipin #đột biến hóa học #tác động độc tế bào #biểu mô sinh tinh

Tài liệu tham khảo

Beek, van, M.E.A.B., Meistrich M.L., and Rooij, D.G., Probability of Self-Renewing Division of Spermatogonial Stem Cells in Colonies Formed after Fission Neutron Irradiation, Cell Tiss. Kinet., 1990, vol. 23, pp. 1–6. Brinster, R.L., Germline Stem Cell Transplantation and Transgenesis, Science, 2002, vol. 296, pp. 2174–2176. Brinster, R.L. and Avarbock, M.R., Germline Transmission of Donor Haplotype Following Spermatogonial Transplantation, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, vol. 91, no. 24, pp. 11303–11307. Chaudhary, J., Sadler-Riggleman, I., Ague, J.M., and Skinner, M.K., The Helix-Loop-Helix Inhibitor of Differentiation (ID) Proteins Induce Postmitotic Terminally Differentiated Sertoli Cells to Reenter the Cell Cycle and Proliferate, Biol. Reprod., 2005, vol. 72, pp. 1205–1217. Erickson, B.H., Effect of Ionizing Radiation and Chemicals on Mammalian Reproduction, Vet. Hum. Toxicol., 1985, vol. 27, no. 5, pp. 409–416. Franca, L.R., Ogawa, T., Avarbock, M.R., et al., Germ Cell Genotype Controls Cell Cycle during Spermatogenesis in the Rat, Biol. Reprod., 1998, vol. 59, pp. 1371–1377. Gopko, A.V., Zakhidov, S.T., Marshak, T.L., et al., Genetic Instability of Male Gametes in Long-Lived Mice of the SAMP1 Strain Prone to Accelerated Aging, Dokl. Akad. Nauk, 2003, vol. 392, no. 2, pp. 267–270. Gordeeva, O.F., Specific Features of Male Gamete Development in Senescence-Accelerated Mice (SAM) Extended Abstract of Cand. Sci. (Biol.) Dissertation, Moscow: Mosk. Gos. Univ., 2000. Gordeeva, O.F., Zakhidov, S.G., and Marshak, T.L., A Biological Model of Accelerated Senescence: 2. Age-Dependent Changes in The Number of Developing Male Gametes and Sertoli Cells in Gonads of Senescence-Accelerated Mice (SAM), Izv. Akad. Nauk, Ser. Biol., 2001, no. 3, pp. 276–283. Gosden, R.G. and Nagano, M., Preservation of Fertility in Nature and ART, Reproduction, 2002, vol. 123, pp. 3–11. Handel, M.A. and Sun, F., Regulation of Meiotic Cell Divisions and Determination of Gamete Quality: Impact of Reproductive Toxins, Semin. Reprod. Med, 2005, vol. 23, no. 3, pp. 212–221. Hardy, K., Wright, C., Rice, S., et al., Future Developments in Assisted Reproduction in Humans, Reproduction, 2002, vol. 123, pp. 171–183. Hosokawa, M., Fuisawa, H., Bing-Hua, Z., et al., In Vitro Study of the Mechanisms of Senescence Acceleration, Exp. Gerontol., 1997, vol. 32, pp. 197–203. Hovatta, O., Cryopreservation of Testicular Tissue in Young Cancer Patients, Hum. Reprod. Update, 2001, vol. 7, no. 4, pp. 378–383. Jiang, F.-X., Behavior of Spermatogonia Following Recovery from Busulfan Treatment in the Rat, Anat. Embryol., 1998, vol. 198, pp. 53–61. Johnson, T.E. Genetic Influences on Aging. Exp. Gerontol., 1997, V. 32. P. 11–22. Johnston, D.S., Russell, L.D., and Griswold, M.D., Advances in Spermatogonial Stem Cell Transplantation, Rev. Reprod., 2000, vol. 5, pp. 183–188. Kanatsu-Shinohara, M., Toyokuni, S., Morimoto, T., et al., Functional Assessment of Self-Renewal Activity of Male Germline Stem Cells Following Cytotoxic Damage and Serial Transplantation, Biol. Reprod., 2003, vol. 68, pp. 1801–1807. Khorram, O., Patrizio, P., Wang, C., and Swerdlow, R., Reproductive Technologies for Male Infertility, J. Clin. Endocr. Metab., 2001, vol. 86, no. 6, pp. 2373–2379. Kulibin, A.Yu., Zakhidov, S.T., Marshak, T.L., et al., Spermatogenic Structures in Long-Lived SAMR1 Mice Prone to Accelerated Aging, Dokl. Akad. Nauk, 2005, vol. 404, no. 6, pp. 971–975. Kurnosova, T.R. and Raitsina, S.S., Destruction and Regeneration of Seminiferous Tubules after Local X-Irradiation of the Testes of Sexually Mature Rats, Ontogenez, 1987, vol. 18, no. 2, pp. 183–191. Liu, P.Y. and Handelsman, D.J., The Present and Future State of Hormonal Treatment for Male Infertility, Hum. Reprod. Update, 2003, vol. 9, no. 1, pp. 9–23. Marshak, T.L., Krylova, T.Yu., and Zakhidov, S.T., Specific Structural Features of the Nuclei in Sertoli cells after Dipin Treatment, Tsitologiya, 2002, vol. 44, no. 9, pp. 890–891. Meistrich, M.L., Relationship between Spermatogonial Stem Cell Survival and Testis Function after Cytotoxic Therapy, Br. J. Cancer, 1986, vol. 53, no. 7, pp. 89–101. Oakberg, E.F., in Handbook of Physiology, section 7: Endocrinology, Greep, R.O. and Astwood, E.B., Eds., Washington, DC: Am. Physiol. Soc., 1975, pp. 233–261. Ogawa, T., Ohmura, M., Yumura, Y., et al., Expansion of Murine Spermatogonial Stem Cells through Serial Transplantation, Biol. Reprod., 2003, vol. 68, pp. 316–322. Ogawa, T., Ohmura, M., and Ohbo, K., The Niche for Spermatogonial Stem Cells in the Mammalian Testis, Int. J. Hematol., 2005, vol. 82, no. 5, pp. 381–388. Rusen-Range, E., Spermatogonia and Dynamics of Spermatogenesis, in Spermatogenez u zhivotnykh (Spermatogenesis in Animals), Moscow: Mir, 1980, pp. 169–181. Takeda, T., Hosokawa, M., Takeshita, S., et al., A New Murine Model of Accelerated Senescence, Mech. Aging Dev., 1981, vol. 17, pp. 183–194. Takeda, T., Hosokawa, M, and Huguchi, K, in The SAM model of Senescence, Takeda, T., Ed., Amsterdam: Excerpta Medica, 1994, pp. 15–22. Takeda, T., Hosokawa, M., and Higuchi, K., Senescence-Accelerated Mouse (SAM): A Novel Murine Model of Senescence, Exp. Gerontol., 1997, vol. 32, pp. 105–109. Troen, B.R., The Biology of Aging, Mount Sinai J. Med., 2003, vol. 70, no. 1, pp. 3–22. Warner, H.R. and Sierra, F., Models of Accelerated Ageing Can Be Informative About the Molecular Mechanisms of Ageing and/or Age-Related Pathology, Mech. Aging Dev., 2003, vol. 124, pp. 581–587. Zakhidov, S.T., Processes of Normal and Atypical Spermatogenesis in Animals, Extended Abstract of Doctoral (Biol.) Dissertation, Moscow: Mosk. Gos. Univ., 1993. Zakhidov, S.T., Advances in the Study of Spermatogenesis, in Problemy reproduktivnoi biologii v trudakh professora S.I. Kulaeva i ego posledovatelei (Problems of Reproductive Biology in Studies by Prof. S.I. Kulaev and His Followers), Moscow: Mosk. Gos. Univ., 1998, pp. 234–259. Zakhidov, S.T., Development with Accelerated Ageing, in Sinergetika (Synergetics), Moscow: Mosk. Gos. Univ., 2003, vol. 6, pp. 155–161. Zakhidov, S.T. and Gordeeva, O.F., Features of Development of Male Sex Cells in Mice Treated with Chemical Mutagens Dipin and Nitrosomethylurea (NMM) in the Prenatal Period, Dokl. Akad. Nauk, 1998, vol. 362, no. 1, pp. 127–129. Zakhidov, S.T., Paranyushkina, L.P., Makhran, Kh.Kh.A., et al., Effect of Chemical Mutagens on Spermatogenesis in Mammals: Quantitative Assessment, Izv. Akad. Nauk, Ser. Biol., 1994, no. 6, pp. 870–879. Zakhidov, S.T., Golichenkov, V.A., Voloshina, T.A., and Gordeeva, O.F., Some Aspects of Abnormal Spermatogenesis in Relation to the Problem of Male Sterility, Vestn. Mosk. Univ., Ser. 16: Biol., 1995b, no. 3. pp. 23–38. Zakhidov, S.T., Marshak, T.L., and Golichenkov, V.A., The Possibility of Transition of Highly Differentiated Sertoli Cells to Proliferation upon Treatment with Chemical Mutagens, Dokl. Akad. Nauk, 1995a, vol. 344, no. 5, pp. 692–694. Zakhidov, S.T., Semenova, M.L., Gordeeva, O.F., and Belyaeva, A.A., Spermatogenesis in Senescence-Accelerated Prone Mice SAMR1, Dokl. Akad. Nauk, 1999, vol. 365, pp. 403–405. Zakhidov, S.G., Gordeeva, O.F., and Marshak, T.L., A Biological Model of Accelerated Senescence: 1. The Rate of Spontaneous Mutation Process in Spermatogenesis of Senescence-Accelerated Mice (SAM), Izv. Akad. Nauk, Ser. Biol., 2001a, no. 1, pp. 23–30. Zakhidov, S.G., Gordeeva, O.F., and Marshak, T.L., A Biological Model of Accelerated Senescence: 3. Histological Picture of Age-Related Changes of Spermatogenic Epithelium in Senescence-Accelerated Mice (SAM)) Izv. Akad. Nauk, Ser. Biol., 2001b, no. 4, pp. 289–395. Zakhidov, S.T., Marshak, T.L., Uryvaeva, I.V., et al., Cytogenetic Aberrations in the Liver and Spermatogenic Epithelium in Senescence-Accelerated Mice SAMR and SAMR1, Ontogenez, 2002, vol. 33, no. 6, pp. 444–456. Zhang, Z.H., Hu, Z.Y., Song, X.X., et al., Disrupted Expression of Intermediate Filaments in the Testis of Rhesus Monkey after Experimental Cryptorchidism, Int. J. Androl, 2004, vol. 27, no. 4, pp. 234–239. Zhang, X.S., Zhang, Z.H., Jin, X., et al., Dedifferentiation of Adult Monkey Sertoli Cells through Activation of ERK1/2 Kinase Induced by Heat Treatment, Endocrinology, 2006, vol. 143, no. 3, pp. 1237–1245.