Клетка Сертоли - Sertoli cell

Клетка Сертоли
Зародышевый эпителий testicle.svg
Зародышевый эпителий яичко.
1: базальная пластинка
2: сперматогония
3: сперматоцит 1-й порядок
4: сперматоциты 2-го порядка
5: сперматида
6: зрелая сперматида
7: ячейка Сертоли
8: плотные контакты (барьер для яичек )
Яичко-гистология-кабан-2.jpg
Гистологический срез паренхимы яичка кабан.
1 люмен Tubulus semiferus contortus
2 сперматиды
3 сперматоциты
4 сперматогония
5 ячейка Сертоли
6 Миофибробласты
7 Клетки Лейдига
8 капилляры
Подробности
СистемаРепродуктивная система
Место расположенияСеменники
ФункцияПомогите в производстве сперма
Идентификаторы
MeSHD012708
FMA72298
Анатомические термины микроанатомии

А Клетка Сертоли (типа сустентакулярная клетка ) медсестра клетка из яички это часть семенной канальец и помогает в процессе сперматогенез, производство сперма.

Он активируется фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) секретируется аденогипофиз, и имеет Рецептор ФСГ на его мембранах. Он специально расположен в извитых семенных канальцах (поскольку это единственное место в семенниках, где вырабатываются сперматозоиды). Развитие клеток Сертоли направлено фактор, определяющий яичко белок.

Структура

Клетки Sertoil расположены в семенные канальцы.

На слайдах, используя стандартные окрашивание, Клетки Сертоли можно легко спутать с другими клетками зародышевый эпителий. Самая отличительная черта ячейки Сертоли - темная ядрышко.[1]

Разработка

Клетки Сертоли необходимы для полового развития мужчин. Во время мужского развития ген SRY активирует SOX9, который затем активирует и формирует цикл прямой связи с FGF9. Клетка Сертоли распространение и дифференциация в основном активируется FGF9.[2] Отсутствие FGF9 приводит к развитию самки.[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 побудить клетки Сертоли к ювенильному пролиферативному фенотипу вне организма.[5] Это дает возможность исправить некоторые дефекты, вызывающие мужское бесплодие.

Было высказано предположение, что клетки Сертоли могут происходить из фетального мезонефрос.[6]

Функция

Поскольку его основная функция заключается в питании развивающихся сперматозоидов на этапах сперматогенез клетку Сертоли также называют «материнской» или «кормящей» клеткой.[7] Клетки Сертоли также действуют как фагоциты, потребляя остаточную цитоплазму во время сперматогенеза. Транслокация клеток от основания к просвету семенных канальцев происходит за счет конформационных изменений латеральных краев клеток Сертоли.

Секреторный

Клетки Сертоли выделяют следующие вещества:

Структурные

Окклюзионные соединения клеток Сертоли образуют гемато-яичковый барьер, структура, которая разделяет межстраничное кровь отсек яичка от надпросветного отсека семенных канальцев. Из-за апикальный развитие сперматогония (стволовые клетки сперматозоидов) 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 вход и выход питательные вещества, гормоны и другие химические вещества в канальцы яичка, а также делают адлюминальный отсек привилегированным участком иммунитета.

Клетка также отвечает за создание и поддержание сперматогониального стволовая клетка ниша, обеспечивающая обновление стволовых клеток и дифференцировку сперматогония в зрелые зародыши, которые постепенно проходят долгий процесс сперматогенеза, заканчивающийся высвобождением сперматозоиды в процессе, известном как семяизвержение.[10] Клетки Сертоли связываются со сперматогониальными клетками через N-кадгерины и галактозилтрансфераза (через углеводные остатки).

Прочие функции

Вовремя фаза созревания спермиогенеза клетки Сертоли потребляют ненужные части сперматозоидов.

Ремонт ДНК и мутация

Клетки Сертоли способны восстанавливать Повреждение ДНК.[11] Этот ремонт, вероятно, использует процесс негомологичное соединение концов с участием XRCC1 и PARP1 белки, которые экспрессируются в клетках Сертоли.[11]

Клетки Сертоли имеют более высокую частоту мутаций, чем сперматогенных клетки.[12] В сравнении с сперматоциты, частота мутаций примерно в 5-10 раз выше в клетках Сертоли. 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 модифицировать иммунную систему (IS). Способность клеток Сертоли изменять иммунный ответ в канальцах необходима для успешного созревания сперматозоидов. Сперматозоиды экспрессируют неоэпитопы на своей поверхности по мере того, как они проходят различные стадии созревания. Они могут вызвать сильный иммунный ответ, если их поместить в другое место тела.

Молекулы, продуцируемые клетками Сертоли, связанные с иммуносупрессией или иммунорегуляцией

ФАС / ФАС-Л система - экспрессия лиганда Fas (Fas-L) на поверхности SC активирует апоптотическую гибель клеток, несущих рецептор Fas, например. цитотоксические Т-клетки.[13]

- растворимый FasL - повышение эффективности системы

- блокировка растворимого Fas- FasL на поверхности других клеток (отсутствие индукции апоптоза в клетках Сертоли клетками IS)

B7 / H1 - уменьшение пролиферации эффекторных Т-клеток[14]

Jagged1 (JAG1) - индукция экспрессии фактора транскрипции Foxp3 у наивных Т-лимфоциты (увеличение относительного количества Регуляторные Т-клетки )[15]

Ингибитор протеазы-9 (PI-9) - член семейства серпинов (ингибиторы сериновых протеаз)[16]

- индуцирует секрецию протеазы Гранизм Б 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 СК, входящая в состав Регуляторные белки комплемента (CRP)

- тормозит последний шаг каскад дополнений - формирование Мембранный комплекс Атак[17]

Кластерин - растворимая молекула, функционирующая аналогично CD59 - образует комплекс с гранизмом В и подавляет активацию апоптоза Т-лимфоцитами или NK-клетками[17]

TGF -бета - трансформирующий фактор роста бета (его прямая продукция SC спорна)

- индукция регуляторных Т-клеток на периферии[18]

Вовлечены другие молекулы

CD40 - молекула, связанная с Дендритные клетки (ОКРУГ КОЛУМБИЯ)

- 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 является частью опухоль полового тяжа-стромы группа новообразования яичников. Эти опухоли производят как клетки Сертоли, так и клетки Лейдига, и приводят к повышенной секреции тестостерона в яичниках и яичках.

Другие животные

Функция клеток Сертоли в амниоте и анамниоте одинакова, 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 изменился. После ксеногенной трансплантации клетки Сертоли смогли пролиферировать.[23]

История

Клетки Сертоли называют так из-за их эпоним Энрико Сертоли, итальянский физиолог, 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, специально посвященных клетке Сертоли.

Исследование

В последнее время экспериментальные модели аутоиммунный воспалительные расстройства, в том числе сахарный диабет, подтолкнули к участию клеток Сертоли в трансплантации клеточной терапии благодаря их иммунорегуляторным и противовоспалительным свойствам.[25]

Исследования использования клеток Сертоли в Сахарный диабет I. лечение сейчас находится в глубочайшей стадии. Стратегия заключается в котрансплантации β-клеток вместе с клетками Сертоли в организм реципиента. В случае мышей, крыс, а также человека, присутствие этих клеток восстановилось. глюкоза гомеостаз вместе с более низкой потребностью во внешних инсулин. 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 депо подкожного жира в брюшной полости, Giovanni et al.[25] продемонстрировали, что более половины обработанных мышей показали улучшенный гомеостаз глюкозы. Эта недавняя научная работа обещает лучшее лечение в будущем пациентам с сахарный диабет 2 типа за счет использования клеточной терапии.

Клетки Сертоли способствуют усвоению трансплантата кожи организмом-реципиентом[29] а также их присутствие помогает увеличить количество мотонейронов в спинном мозге мышей SOD1 (мышиная модель бокового амиотрофического склероза)[30]

Дополнительные изображения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Центр ветеринарных наук ОГУ - OSU-CVHS Home В архиве 2006-12-09 на Wayback Machine[требуется полная цитата ]
  2. ^ Kim Y, Kobayashi A, Sekido R, DiNapoli L, Brennan J, Chaboissier MC, Poulat F, Behringer RR, Lovell-Badge R, Capel B (июнь 2006 г.). «Fgf9 и Wnt4 действуют как антагонистические сигналы для регулирования определения пола млекопитающих». PLoS Биология. 4 (6): e187. Дои:10.1371 / journal.pbio.0040187. ЧВК  1463023. PMID  16700629.
  3. ^ 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». Разработка. 136 (11): 1813–21. Дои:10.1242 / dev.032631. ЧВК  4075598. PMID  19429785.
  4. ^ Шарп Р. М., Маккиннелл С., Кивлин С., Фишер Дж. С. (июнь 2003 г.). «Пролиферация и функциональное созревание клеток Сертоли и их значение для нарушения функции семенников в зрелом возрасте». Размножение. 125 (6): 769–84. Дои:10.1530 / reprod / 125.6.769. PMID  12773099.
  5. ^ 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. Дои:10.1210 / en.2012-1821. PMID  23117933.
  6. ^ 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. Получено 18 ноября 2010.
  7. ^ 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. Дои:10.1038 / nrurol.2012.77. PMID  22549313.
  8. ^ 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. Дои:10.1016 / j.envres.2005.11.003. PMID  16380112.
  9. ^ Скиннер М.К., Гризволд, доктор медицины (июнь 1983 г.). «Клетки Сертоли синтезируют и секретируют церулоплазмин-подобный белок». Биология размножения. 28 (5): 1225–1229. Дои:10.1095 / биолрепрод28.5.1225. PMID  6871315.
  10. ^ О'Доннелл Л., Николлс П.К., О'Брайан М.К., Маклахлан Р.И., Стэнтон П.Г. (январь 2011 г.). «Спермиация: процесс выпуска спермы». Сперматогенез. 1 (1): 14–35. Дои:10.4161 / spmg.1.1.14525. ЧВК  3158646. PMID  21866274.
  11. ^ а б Ахмед Э.А., Бартен-ван Риджбрук 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 терминально дифференцированными, покоящимися клетками». Биология размножения. 80 (6): 1084–91. Дои:10.1095 / биолрепрод.108.071662. PMID  19164176.
  12. ^ 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. Дои:10.1073 / пнас.95.17.10015. ЧВК  21453. PMID  9707592.
  13. ^ Даль Секко V, Риччоли 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. Дои:10.1095 / биолрепрод.107.063578. PMID  17989360.
  14. ^ 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. Дои:10.1016 / j.semcdb.2014.02.011. ЧВК  4043859. PMID  24603046.
  15. ^ 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. Дои:10.1095 / биолрепрод.113.113803. PMID  24478388.
  16. ^ Potempa J, Korzus E, Travis J (июнь 1994). «Серпиновое суперсемейство ингибиторов протеиназ: структура, функция и регуляция». Журнал биологической химии. 269 (23): 15957–60. PMID  8206889.
  17. ^ а б c Ли Х.М., О, BC, 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. Дои:10.3346 / jkms.2008.23.3.514. ЧВК  2526533. PMID  18583891.
  18. ^ 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. Дои:10.14310 / горм.2002.1648. PMID  26859601.
  19. ^ 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. Дои:10.1016 / j.ygcen.2009.02.013. PMID  19348807.
  20. ^ 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. Дои:10.1210 / en.2013-1308. PMID  24002037.
  21. ^ 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. Дои:10.1007 / s10695-012-9606-4. PMID  22290474.
  22. ^ 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. Дои:10.1095 / биолрепрод.107.063669. PMID  17881768.
  23. ^ 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. Дои:10.1095 / биолрепрод.113.110197. ЧВК  4076399. PMID  24285718.
  24. ^ синд / 518 в Кто это назвал?
  25. ^ 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. Дои:10.1111 / xen.12274. PMID  27678013.
  26. ^ 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 неонатальных островков клеток Лангерганса и Сертоли у свиней: 4-летнее исследование». Европейский журнал эндокринологии. 153 (3): 419–27. Дои:10.1530 / eje.1.01982. PMID  16131605.
  27. ^ Корбутт Г.С., Эллиотт Дж. Ф., Раджотт Р. В. (февраль 1997 г.). «Котрансплантация аллогенных островков с агрегатами аллогенных клеток яичек обеспечивает долгосрочное выживание трансплантата без системной иммуносупрессии». Сахарный диабет. 46 (2): 317–22. Дои:10.2337 / diab.46.2.317. PMID  9000711.
  28. ^ 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, сокультивирование и инфузия клеток Сертоли улучшает васкуляризацию и защиту от отторжения островкового трансплантата». PLOS ONE. 8 (2): e56696. Bibcode:2013PLoSO ... 856696L. Дои:10.1371 / journal.pone.0056696. ЧВК  3577699. PMID  23437215.
  29. ^ 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. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2012.04.020. PMID  22560198.
  30. ^ 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. Дои:10.1016 / j.expneurol.2005.07.025. PMID  16242126.

внешняя ссылка