Когда Джоан Йоргенсен была студенткой Университета Висконсин-Мэдисон, ее соседка по комнате призналась, что у нее был всего один период до менопаузы в старшей школе. Врачи сказали соседке Йоргенсена по комнате, что у нее никогда не будет биологических детей.
"Это ужасные новости для любого возраста, не говоря уже о старшекласснице," говорит Йоргенсен, который сейчас является профессором кафедры сравнительных биологических наук в Школе ветеринарной медицины UW-Madison.
Этот опыт остался у Йоргенсен, чьи исследования сосредоточены на проблемах фертильности, таких как преждевременная недостаточность яичников, которая приводит к преждевременной потере жизнеспособных яйцеклеток, и с которыми столкнулась ее соседка по комнате. Используя модели на животных, Йоргенсен пытается понять, как на фертильность самок влияет развитие яичников, включая то, как клетки организуются для поддержки яйцеклеток на протяжении всей жизни этого человека.
В новом исследовании, опубликованном в августе. 2 в журнале PLOS Genetics, Йоргенсен, аспирант Анки Фу и другие обнаружили, что два гена работают вместе, создавая систему клеточной коммуникации в яичниках мышей для поддержания здоровья яйцеклеток. Исследователи описывают эту систему как серию соединений между яйцеклетками и клетками, которые окружают и поддерживают яйца, известные как клетки гранулезы. Обе клетки соединяются, образуя множественные соединения, которые обмениваются информацией и обеспечивают правильное развитие и выживание яйцеклетки до овуляции.
Это исследование представляет собой часть головоломки женского бесплодия, и Йоргенсен пытается развить эти результаты, чтобы получить больше информации о преждевременной недостаточности яичников и других проблемах с фертильностью. Йоргенсен и Фу сотрудничали с исследователями из Университета Мельбурна, Университета Монаша и Университета Торонто, чтобы завершить эту работу.
По данным Национального института здоровья, преждевременная недостаточность яичников, при которой яичники перестают вырабатывать эстроген, часто вызывается преждевременной потерей яйценоскости и затрагивает до 3 процентов всех женщин. В большинстве случаев причина неизвестна. Проблемы с развитием фолликулов – комбинации яйцеклетки и окружающих ее гранулезных клеток – вероятно, являются причиной многих случаев преждевременной недостаточности яичников.
Лаборатория Йоргенсена ранее обнаружила, что у мышей, лишенных двух генов, IRX3 и IRX5, были дефектные фолликулы. В текущем исследовании они изучали, как эти гены работают вместе, чтобы поддерживать здоровье фолликулов.
Исследователи показали, что у мышей с удаленным IRX3 или IRX5 было меньше детенышей, что заставило исследователей подозревать, что связь внутри фолликула нарушается. Заглянув внутрь яичника, они отслеживали экспрессию каждого гена.
Вначале исследователи увидели, что IRX3 и IRX5 экспрессируются по всему фолликулу. Но когда фолликул начал созревать, IRX3 стал изолированным в яйцеклетке, в то время как IRX5 экспрессировался только в клетках гранулезы.
С разных точек зрения эти два гена синхронизируют два типа клеток, чтобы помочь им установить коммуникационные сети. Команда Йоргенсена увидела, что клетки гранулезы и яйца расширяют части своих мембран, образуя соединения друг с другом. Эти соединения позволяют передавать сигналы в обоих направлениях. При удалении IRX3 или IRX5 эти соединения разваливались, прерывая связь внутри фолликула и дестабилизируя его.
"Мы думаем о IRX3 и IRX5 как о контролерах, соединяющих эти две ячейки," говорит Йоргенсен.
Несмотря на открытие роли этих генов в развитии фолликулов у мышей, исследователи до сих пор не уверены, имеют ли эти же гены аналогичный эффект у людей.
"Это еще одна вещь, которую мы хотели бы узнать – мы хотим иметь возможность связать это с человеческими причинами," говорит Йоргенсен.
Йоргенсен и Фу говорят, что следующим шагом будет оценка того, как именно эти гены направляют эти ключевые межклеточные взаимодействия.
"Если мы сможем выяснить, как эти сети расположены, мы думаем, что это станет важным шагом в понимании основных основ построения фолликулов," говорит Йоргенсен. "Это будет иметь большое значение для помощи женщинам, страдающим бесплодием, особенно тем, у кого преждевременная недостаточность яичников."