Клеток Сертоли (своего рода поддерживающих клеток ) является «медсестра» клетками из яичек , что является частью семенных каналец и помогает в процессе сперматогенеза , производство спермы .
Клетка Сертоли | |
---|---|
Подробности | |
Система | Репродуктивная система |
Место расположения | Семенники |
Функция | Помощь в производстве спермы |
Идентификаторы | |
MeSH | D012708 |
FMA | 72298 |
Анатомические термины микроанатомии [ редактировать в Викиданных ] |
Он активируется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ), секретируемым аденогипофизом , и имеет рецептор ФСГ на своих мембранах. Он расположен в извитых семенных канальцах (поскольку это единственное место в семенниках, где вырабатываются сперматозоиды). Развитие клеток Сертоли направляется белком -фактором, определяющим семенники .
Состав
Клетки Сертоли расположены в семенных канальцах .
На слайдах, используя стандартное окрашивание , клетки Сертоли можно легко спутать с другими клетками зародышевого эпителия . Наиболее отличительной особенностью клетки Сертоли является темное ядрышко . [1]
Разработка
Клетки Сертоли необходимы для полового развития мужчин. Во время развития самцов ген SRY активирует SOX9 , который затем активирует и формирует петлю прямой связи с FGF9 . Пролиферация и дифференцировка клеток Сертоли в основном активируется FGF9. [2] Отсутствие FGF9 приводит к развитию самок. [3]
После полной дифференцировки клетка Сертоли считается окончательно дифференцированной и не может пролиферировать. [4] Следовательно, как только сперматогенез начался, клетки Сертоли больше не образуются.
Однако недавно некоторые ученые нашли способ вызвать у клеток Сертоли ювенильный пролиферативный фенотип вне организма. [5] Это дает возможность исправить некоторые дефекты, вызывающие мужское бесплодие.
Было высказано предположение, что клетки Сертоли могут происходить из мезонефроса плода . [6]
Функция
Поскольку ее основная функция заключается в питании развивающихся сперматозоидов на этапах сперматогенеза , клетку Сертоли также называют «материнской» или «кормящей» клеткой. [7] Клетки Сертоли также действуют как фагоциты , потребляя остаточную цитоплазму во время сперматогенеза. Перемещение клеток от основания к просвету семенных канальцев происходит за счет конформационных изменений латеральных краев клеток Сертоли.
Секреторный
Клетки Сертоли выделяют следующие вещества:
- антимюллеров гормон (АМГ) - секретируется на ранних этапах жизни плода .
- ингибин и активины - секретируются после полового созревания и работают вместе, регулируя секрецию ФСГ .
- белок, связывающий андроген (также называемый глобулином, связывающим тестостерон) - увеличивает концентрацию тестостерона в семенных канальцах, чтобы слегка стимулировать сперматогенез.
- эстрадиол - ароматаза из клеток Сертоли превращает тестостерон в 17-бета-эстрадиол для управления сперматогенезом
- E TS R приподнятого M olecule или ERM фактор транскрипция ERM фактора транскрипции - необходимо для поддержания сперматогониальных стволовых клеток во взрослых семенниках.
- трансферрин - белок плазмы крови для доставки ионов железа [8]
- Церулоплазмин яичек - церулоплазмин-подобный белок, иммунологически подобный церулоплазмину сыворотки [9]
Структурные
Окклюзионные соединения клеток Сертоли образуют гемато-семенниковый барьер , структуру, которая отделяет интерстициальный кровяной компартмент яичка от адлюминального компартмента семенных канальцев. Из-за апикального прогрессирования сперматогоний (стволовых клеток спермы) закупоривающие соединения должны динамически реформироваться и разрушаться, чтобы позволить иммуноидентичным сперматогониям пройти через гемато-семенниковый барьер, чтобы они могли стать иммунологически уникальными. Клетки Сертоли контролируют поступление и выход питательных веществ , гормонов и других химикатов в канальцы яичка, а также делают надлюминальный отсек привилегированным участком иммунной системы.
Клетка также отвечает за создание и поддержание ниши сперматогониальных стволовых клеток , что обеспечивает обновление стволовых клеток и дифференциацию сперматогониев в зрелые зародыши, которые постепенно прогрессируют в течение длительного процесса сперматогенеза, заканчивая высвобождением сперматозоидов в известном процессе. как спермия . [10] Клетки Сертоли связываются со сперматогониальными клетками через N-кадгерины и галактозилтрансферазу (через углеводные остатки).
Прочие функции
Во время фазы созревания спермиогенеза клетки Сертоли потребляют ненужные части сперматозоидов.
Ремонт и мутация ДНК
Клетки Сертоли способны восстанавливать повреждения ДНК . [11] Эта репарация, вероятно, использует процесс негомологичного соединения концов с участием белков XRCC1 и PARP1 , которые экспрессируются в клетках Сертоли. [11]
Клетки Сертоли имеют более высокую частоту мутаций, чем сперматогенные клетки . [12] По сравнению со сперматоцитами частота мутаций в клетках Сертоли примерно в 5-10 раз выше. Это может отражать необходимость большей эффективности репарации ДНК и предотвращения мутаций в зародышевой линии, чем в соматических клетках.
Иммуномодулирующие свойства клеток Сертоли
Помимо экспрессии факторов, которые имеют решающее значение для созревания сперматозоидов, клетки Сертоли продуцируют широкий спектр молекул (либо на своей поверхности, либо в растворимых), которые способны изменять иммунную систему (IS). Способность клеток Сертоли изменять иммунный ответ в канальцах необходима для успешного созревания сперматозоидов. Сперматозоиды экспрессируют неоэпитопы на своей поверхности по мере прохождения различных стадий созревания. Они могут вызвать сильный иммунный ответ, если их поместить в другое место тела.
Молекулы, продуцируемые клетками Сертоли, связанные с иммуносупрессией или иммунорегуляцией
Система FAS / FAS-L - экспрессия лиганда Fas (Fas-L) на поверхности SC активирует апоптотическую гибель клеток, несущих рецептор Fas, например цитотоксических Т-клеток. [13]
- растворимый FasL - повышение эффективности системы
- блокировка растворимого Fas- FasL на поверхности других клеток (отсутствие индукции апоптоза в клетках Сертоли клетками IS)
B7 / H1 - снижение пролиферации эффекторных Т-клеток [14]
Jagged1 (JAG1) - индукция экспрессии фактора транскрипции Foxp3 в наивных Т-лимфоцитах (увеличение относительного количества Т-регуляторных клеток ) [15]
Ингибитор протеазы-9 (PI-9) - член семейства серпинов (ингибиторы сериновых протеаз) [16]
- индуцирует секрецию протеазы Granyzme B , цитотоксические Т-клетки и NK-клетки способны индуцировать апоптоз в клетке-мишени. СК продуцируют PI-9, который обратимо связывает гранзим B и ингибирует его активность.
CD59 - поверхностная молекула на SC, членрегуляторных белков комплемента(CRP)
- ингибирует последнюю ступень каскада комплемента - образование мембранного комплекса Атака [17]
Кластерин - растворимая молекула, функционирующая аналогично CD59, образуя комплекс с гранизмом B и подавляя активацию апоптоза Т-лимфоцитами или NK-клетками [17]
TGF -beta - трансформирующий фактор роста бета (его прямая продукция SC спорна)
- индукция регуляторных Т-клеток на периферии [18]
Вовлечены другие молекулы
CD40 - молекула, связанная сдендритными клетками(ДК)
- SC способны подавлять экспрессию CD40 на поверхности DC (механизм неизвестен)
- Подавление CD40 приводит к снижению способности DC стимулировать ответ Т-клеток [17]
Клетки Сертоли также способны подавлять миграцию иммунных клеток - снижая инфильтрацию иммунных клеток к месту воспаления.
Клиническое значение
Опухоль из клеток Сертоли-Лейдига относится к группе новообразований яичников в группе опухолей полового тяжа и стромы . Эти опухоли продуцируют как клетки Сертоли, так и клетки Лейдига, и приводят к повышенной секреции тестостерона в яичниках и яичках.
Другие животные
Функции клеток Сертоли в амниоте и анамниоте одинаковы, но они имеют несколько разные свойства по сравнению друг с другом. Анамнионты (рыбы и земноводные) используют кистозный сперматогенез для производства сперматозоидов. [19] В случае амниоты клетки Сертоли считаются терминально дифференцированными клетками, не способными к пролиферации. В анамниоте клетки Сертоли проходят две фазы пролиферации. Первая фаза пролиферации происходит во время образования кисты, что также способствует миграции в нее половых клеток. [20] [21] второй - увеличить кисту и создать пространство для прилиферирующих половых клеток. [22]
Общепризнанный факт, что клетки Сертола терминально дифференцируются в амниоте, недавно был изменен. После ксеногенной трансплантации клетки Сертоли смогли пролиферировать. [23]
История
Клетки Сертоли названы так из-за их эпонима Энрико Сертоли , итальянского физиолога, который открыл их, изучая медицину в Университете Павии, Италия. [24]
Он опубликовал описание этой клетки в 1865 году. Клетку открыл Сертоли с помощью микроскопа Бельтле, приобретенного в 1862 году, который он использовал, изучая медицину.
В публикации 1865 года в его первом описании использовались термины «древовидная клетка» или «волокнистая клетка», и, что наиболее важно, он назвал их «материнскими клетками». Это были другие ученые, которые использовали фамилию Энрико, Сертоли, для обозначения этих клеток в публикациях, начиная с 1888 года. По состоянию на 2006 год были опубликованы два учебника, которые специально посвящены клетке Сертоли.
Исследовать
Недавно экспериментальные модели аутоиммунных воспалительных заболеваний, включая диабет , подтолкнули к вовлечению клеток Сертоли в трансплантацию клеточной терапии благодаря их иммунорегуляторным и противовоспалительным свойствам. [25]
Исследования использования клеток Сертоли для лечения диабета I типа находятся сейчас на самой глубокой стадии. Стратегия заключается в котрансплантации β-клеток вместе с клетками Сертоли в организм реципиента. В случае мышей, крыс, а также человека присутствие этих клеток восстанавливает гомеостаз глюкозы вместе с более низкой потребностью во внешнем инсулине . Во всех случаях иммуносупрессия не применялась, роль этого препарата взяла на себя и предоставила СК. [26] [27] [28]
Путем лечения мышей, страдающих спонтанным диабетом и ожирением, путем трансплантации микрокапсулированных клеток Сертоли в подкожно-жировое депо брюшной полости, Giovanni et al. [25] показали, что более половины обработанных мышей показали улучшенный гомеостаз глюкозы. Эта недавняя научная работа обещает в будущем лучшее лечение пациентов с сахарным диабетом 2 типа с помощью клеточной терапии.
Клетки Сертоли способствуют усвоению кожного трансплантата организмом-реципиентом [29], а также их присутствие помогает увеличить количество мотонейронов в спинном мозге мышей SOD1 (мышиная модель бокового амиотрофического склероза) [30]
Дополнительные изображения
раздел трубочки из семенника из крыс . Х 250.
Смотрите также
- Синдром только клеток Сертоли
- Узелок из клеток Сертоли
Рекомендации
- ^ Центр ветеринарных медицинских наук OSU - Домашняя страница OSU-CVHS Архивировано 09 декабря 2006 г. в Wayback Machine [ требуется полная ссылка ]
- ^ Ким У, Кобаяши А, Sekido R, ДиНаполи л, Бреннан Дж, Chaboissier МС, Poulat Р, Берингер РР, Ловелл-Знак Р, Капель В (июнь 2006 г.). «Fgf9 и Wnt4 действуют как антагонистические сигналы, чтобы регулировать определение пола млекопитающих» . PLoS Биология . 4 (6): e187. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0040187 . PMC 1463023 . PMID 16700629 .
- ^ Монио Б, Деклосменил Ф, Баррионуево Ф, Шерер Дж, Аритаке К., Малки С., Марци Л., Коэн-Солаль А, Георг I, Клаттиг Дж., Энглерт С., Ким И., Капель Б., Эгучи Н., Ураде Й, Буазе-Бонхур B, Poulat F (июнь 2009 г.). «Путь PGD2, независимо от FGF9, усиливает активность SOX9 в клетках Сертоли во время мужской половой дифференцировки» . Развитие . 136 (11): 1813–21. DOI : 10.1242 / dev.032631 . PMC 4075598 . PMID 19429785 .
- ^ Шарп Р. М., Маккиннелл С., Кивлин С., Фишер Дж. С. (июнь 2003 г.). «Пролиферация и функциональное созревание клеток Сертоли и их отношение к нарушениям функции яичек в зрелом возрасте» . Репродукция . 125 (6): 769–84. DOI : 10.1530 / Reprod / 125.6.769 . PMID 12773099 .
- ^ Николлс П.К., Стэнтон П.Г., Чен Дж. Л., Олкорн Дж. С., Хаверфилд Дж. Т., Циан Х., Уолтон К. Л., Грегоревич П., Харрисон, Калифорния (декабрь 2012 г.). «Передача сигналов активина регулирует дифференцировку и функцию клеток Сертоли» . Эндокринология . 153 (12): 6065–77. DOI : 10.1210 / en.2012-1821 . PMID 23117933 .
- ^ Визе П.Д., Вульф А.С., Бард Дж. (2003). Почка: от нормального развития к врожденному заболеванию . Академическая пресса. С. 82–. ISBN 978-0-12-722441-1. Проверено 18 ноября 2010 года .
- ^ Рато Л., Алвес М.Г., Сокорро С., Дуарте А.И., Кавако Дж. Э., Оливейра П. Ф. (май 2012 г.). «Метаболическая регуляция важна для сперматогенеза». Обзоры природы. Урология . 9 (6): 330–8. DOI : 10.1038 / nrurol.2012.77 . PMID 22549313 .
- ^ Xiong X, Wang A, Liu G, Liu H, Wang C, Xia T, Chen X, Yang K (июль 2006 г.). «Влияние p, p'-дихлордифенилдихлорэтилена на экспрессию трансферрина и андроген-связывающего белка в клетках Сертоли крысы». Экологические исследования . 101 (3): 334–9. Bibcode : 2006ER .... 101..334X . DOI : 10.1016 / j.envres.2005.11.003 . PMID 16380112 .
- ^ Скиннер М.К., Гризволд, доктор медицины (июнь 1983 г.). «Клетки Сертоли синтезируют и секретируют церулоплазмин-подобный белок» . Биология размножения . 28 (5): 1225–1229. DOI : 10.1095 / biolreprod28.5.1225 . PMID 6871315 .
- ^ О'Доннелл Л., Николлс П.К., О'Брайан М.К., Маклахлан Р.И., Стэнтон П.Г. (январь 2011 г.). «Спермии: процесс выпуска спермы» . Сперматогенез . 1 (1): 14–35. DOI : 10,4161 / spmg.1.1.14525 . PMC 3158646 . PMID 21866274 .
- ^ а б Ахмед Э.А., Бартен-ван Райбрук А.Д., Кал Х.Б., Садри-Ардекани Х., Мизрак С.К., ван Пелт А.М., де Ройдж Д.Г. (июнь 2009 г.). «Пролиферативная активность in vitro и репарация ДНК указывают на то, что клетки Сертоли взрослой мыши и человека не являются окончательно дифференцированными, покоящимися клетками» . Биология размножения . 80 (6): 1084–91. DOI : 10.1095 / biolreprod.108.071662 . PMID 19164176 .
- ^ Уолтер CA, Интано GW, Маккарри JR, McMahan CA, Уолтер РБ (август 1998 г.). «Частота мутаций снижается во время сперматогенеза у молодых мышей, но увеличивается у старых мышей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (17): 10015–9. Bibcode : 1998PNAS ... 9510015W . DOI : 10.1073 / pnas.95.17.10015 . PMC 21453 . PMID 9707592 .
- ^ Даль Секко V, Риччиоли А, Падула Ф, Зипаро Э, Филиппини А (февраль 2008 г.). «Мышиные клетки Сертоли проявляют фенотипические и функциональные признаки антигенпрезентирующих клеток в ответ на гамма-интерферон» . Биология размножения . 78 (2): 234–42. DOI : 10.1095 / biolreprod.107.063578 . PMID 17989360 .
- ^ Каур Г., Томпсон Л.А., Дюфур Дж. М. (июнь 2014 г.). «Клетки Сертоли - иммунологические датчики сперматогенеза» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 30 : 36–44. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2014.02.011 . PMC 4043859 . PMID 24603046 .
- ^ Campese AF, Grazioli P, de Cesaris P, Riccioli A, Bellavia D, Pelullo M, Padula F, Noce C, Verkhovskaia S, Filippini A, Latella G, Screpanti I, Ziparo E, Starace D (март 2014 г.). «Мышиные клетки Сертоли поддерживают de novo генерацию регуляторных Т-клеток, запуская путь notch через растворимый JAGGED1» . Биология размножения . 90 (3): 53. DOI : 10,1095 / biolreprod.113.113803 . PMID 24478388 .
- ^ Потемпа Дж., Корзус Э., Трэвис Дж. (Июнь 1994 г.). «Серпиновое суперсемейство ингибиторов протеиназ: структура, функция и регуляция». Журнал биологической химии . 269 (23): 15957–60. PMID 8206889 .
- ^ а б в Ли Х.М., О, Британская Колумбия, Лим Д.П., Ли Д.С., Лим Х.Г., Парк С.С., Ли-младший (июнь 2008 г.). «Механизм гуморальной и клеточной иммуномодуляции, обеспечиваемый клетками Сертоли свиньи» . Журнал корейской медицинской науки . 23 (3): 514–20. DOI : 10,3346 / jkms.2008.23.3.514 . PMC 2526533 . PMID 18583891 .
- ^ Илиаду П.К., Цаметис С., Капрара А., Пападимас И., Гулис Д.Г. (октябрь 2015 г.). «Клетка Сертоли: новые клинические возможности» . Гормоны . 14 (4): 504–14. DOI : 10.14310 / horm.2002.1648 . PMID 26859601 .
- ^ Шульц Р. В., де Франса Л. Р., Ларейр Дж. Дж., Ле Гак Ф., Ле Гак Ф., Кьярини-Гарсия Х., Нобрега Р. Х., Миура Т. (февраль 2010 г.). «Сперматогенез у рыб». Общая и сравнительная эндокринология . 165 (3): 390–411. DOI : 10.1016 / j.ygcen.2009.02.013 . PMID 19348807 .
- ^ Мораис Р.Д., Нобрега Р.Х., Гомес-Гонсалес Н.Е., Шмидт Р., Богерд Дж., Франса Л.Р., Шульц Р.В. (ноябрь 2013 г.). «Гормон щитовидной железы стимулирует пролиферацию клеток Сертоли и сперматогонии одного типа А в семенниках взрослых рыбок данио (Danio rerio)» . Эндокринология . 154 (11): 4365–76. DOI : 10.1210 / en.2013-1308 . PMID 24002037 .
- ^ Ласерда С.М., Коста ГМ, Кампос-Джуниор PH, Сегателли TM, Ядзава Р., Такеучи Ю., Морита Т., Йошизаки Г., Франса Л. Р. (февраль 2013 г.). «Трансплантация зародышевых клеток как потенциальный биотехнологический подход к воспроизводству рыб». Физиология и биохимия рыб . 39 (1): 3–11. DOI : 10.1007 / s10695-012-9606-4 . PMID 22290474 .
- ^ Алмейда Ф.Ф., Кристофферсен К., Тарангер Г.Л., Шульц Р.В. (январь 2008 г.). «Сперматогенез атлантической трески (Gadus morhua): новая модель развития кистозных зародышевых клеток» . Биология размножения . 78 (1): 27–34. DOI : 10.1095 / biolreprod.107.063669 . PMID 17881768 .
- ^ Mital P, Kaur G, Bowlin B, Paniagua NJ, Korbutt GS, Dufour JM (январь 2014 г.). «Неделящиеся постпубертатные клетки сертоли крысы возобновили пролиферацию после трансплантации» . Биология размножения . 90 (1): 13. DOI : 10,1095 / biolreprod.113.110197 . PMC 4076399 . PMID 24285718 .
- ^ синд / 518 в Кто это назвал?
- ^ а б Лука Дж., Арато I, Манкузо Ф, Кальвитти М., Фалабелла Дж., Мурдоло Дж., Баста Дж., Кэмерон Д. Ф., Хансен BC, Фалларино Ф, Барони Т., Альетти М. С., Тортойоли С., Бодо М., Калафиоре Р. (ноябрь 2016 г.) «Ксенотрансплантат микрокапсулированных клеток Сертоли восстанавливает гомеостаз глюкозы у мышей db / db со спонтанным сахарным диабетом». Ксенотрансплантация . 23 (6): 429–439. DOI : 10.1111 / xen.12274 . PMID 27678013 .
- ^ Вальдес-Гонсалес Р.А., Дорантес Л.М., Гарибай Г.Н., Брахо-Бланше Э., Мендес А.Дж., Давила-Перес Р., Эллиотт Р.Б., Теран Л., Белый DJ (сентябрь 2005 г.). «Ксенотрансплантация свиных неонатальных островков клеток Лангерганса и Сертоли: 4-летнее исследование» . Европейский журнал эндокринологии . 153 (3): 419–27. DOI : 10,1530 / eje.1.01982 . PMID 16131605 .
- ^ Корбутт Г.С., Эллиотт Дж. Ф., Раджотт Р. В. (февраль 1997 г.). «Котрансплантация аллогенных островков с агрегатами аллогенных тестикулярных клеток обеспечивает долгосрочное выживание трансплантата без системной иммуносупрессии» . Диабет . 46 (2): 317–22. DOI : 10.2337 / diab.46.2.317 . PMID 9000711 .
- ^ Ли И, Сюэ У, Лю Х, Фан П, Ван Х, Дин Х, Тиан Х, Фэн Х, Пан X, Чжэн Дж, Тянь П, Дин Ц, Фан Х (2013-02-20). «Комбинированная стратегия покрытия эндотелиальных клеток, сокультивирования и инфузии клеток Сертоли улучшает васкуляризацию и защиту от отторжения островкового трансплантата» . PLOS ONE . 8 (2): e56696. Bibcode : 2013PLoSO ... 856696L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0056696 . PMC 3577699 . PMID 23437215 .
- ^ Bistoni G, Calvitti M, Mancuso F, Arato I, Falabella G, Cucchia R, Fallarino F, Becchetti A, Baroni T, Mazzitelli S, Nastruzzi C, Bodo M, Becchetti E, Cameron DF, Luca G, Calafiore R (июль 2012 г.) ). «Продление выживаемости кожного аллотрансплантата у крыс путем трансплантации микрокапсулированных ксеногенных неонатальных свиных клеток Сертоли». Биоматериалы . 33 (21): 5333–40. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2012.04.020 . PMID 22560198 .
- ^ Хемендингер, Ришель; Ван, Джей; Малик, Саафан; Персинский, Рафаль; Коупленд, Джейн; Эмерик, Дуэйн; Горс, Пол; Хальберштадт, Крейг; Розенфельд, Джеффри (2005). «Клетки Сертоли улучшают выживаемость двигательных нейронов у трансгенных мышей SOD1, модель бокового амиотрофического склероза». Экспериментальная неврология . 196 (2): 235–243. DOI : 10.1016 / j.expneurol.2005.07.025 . PMID 16242126 .
Внешние ссылки
- Изображение гистологии: 17805loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете
- Изображение гистологии: 17806loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете