В январе 2025года в журнале "Human Reproduction Update" вышла отличная обзорная статья, которая описывает самые новые исследования, посвященные процессу овуляции.
Коллектив авторов Misung Jo, Mats Br, James W. Akins, и Thomas E, обобщив данные за несколько лет, предоставили информацию, которая вносит вклад в новое понимание механизмов, лежащих в основе овуляторного процесса у женщин. Прочитав эту статью, вы расширите горизонты понимания этого , как казалось ранее, "простого" процесса.
Я хочу представить Вам, дорогой читатель, первую часть моего обзора на это исследование, чтобы разделить весь массив информации. Итак, начнем!
➡️Общий обзор овуляторного процесса у млекопитающих
Существует несколько основных этапов овуляции, которые являются общими для всех моделей позвоночных животных.
1. Начальный этап. Запуск овуляторного процесса:
Происходит активация рецептора лютеинизирующего гормона/хорионического гонадотропина (ЛГ/ХГЧ) в гранулезных и тека- клетках доминантного фолликула путем всплеска ЛГ или овуляторного введения ХГЧ. Активация ЛГ/ХГЧ рецептора, связанного с G-белком, запускает высвобождение различных мессенджеров, которые передают свои сигналы внутри фолликулярных клеток через соответствующие сигнальные пути.
Изменение влечёт за собой линейный ряд других изменений, аналогично тому, как падают косточки домино, выстроенные в ряд.
Эти сигналы быстро распространяются через щелевые соединения между клетками внутри преовуляторного(доминантного) фолликула. Хорошо известно, что овуляторный ЛГ/ХГЧ активирует аденилатциклазу и увеличивает внутриклеточный уровень цАМФ в качестве первичной внутриклеточной сигнальной молекулы. Увеличение цАМФ приводит к активации цАМФ-зависимой протеинкиназы А, которая передает сигналы путем фосфорилирования своих целевых белков в цитоплазме. Протеинкиназа А, или цАМФ-зависимая протеинкиназа в ядре, в конечном итоге осуществляя транскрипционную регуляцию (за счет синтеза специфических белков). Эта вторичная система мессенджеров широко рассматривается как основной сигнальный путь, опосредующий овуляторное действие ЛГ/ХГЧ в преовуляторном фолликуле. Было показано, что другие пути протеинкиназы, такие как PI3K и p38MAPK, также являются нисходящими сигнальными путями, активируемыми овуляторным ЛГ/ХГЧ . Тем не менее, экспериментальные данные об этих специфических нисходящих сигнальных путях варьируются в зависимости от вида и часто ограничиваются отдельными видами.
В дополнение к этим путям, исследования показали, что овуляторный сигнальный путь ЛГ/ХГЧ, активируемый цАМФ-зависимой протеинкиназы А, приводит к быстрой активации сигнальной сети EGF ( Рецептор эпидермального фактора роста) за счет индукции EGF-подобных факторов (например, AREG, EREG, BTC или NRG1) и фосфорилирования членов семейства рецепторов EGF (EGFR, ERBB1, ERBB2, ERBB3) в преовуляторных фолликулах. Активация Рецептора эпидермального фактора роста его лигандами стимулирует его внутреннюю активность тирозинкиназы, индуцируя сигнал нижестоящим киназам, в частности, пути RAS-митоген-активируемой протеинкиназы-MAPK1/3 RAS-митоген-активируемой протеинкиназы-MAPK 1/3 (ERK1/2) в гранулезных и кумулюсных клетках преовуляторных фолликулов . Эти овуляторные сигнальные пути, активируемые ЛГ/ХГЧ, в конечном итоге приводят к индукции или активации различных транскрипционных факторов. Эти факторы транскрипции играют центральную роль в овуляторном процессе, регулируя активность генов, которые оказывают специфические внутриклеточные и внеклеточные действия, участвующие в ключевых аспектах овуляции. Среди этих индуцированных факторов транскрипции находятся рецептор прогестерона , C/EBPA/B, FOS/активаторный белок 1 (AP-1) и RUNX1/2.
Исследования с использованием трансгенных нокаутированных мышиных моделей (лабораторная мышь, у которой исследователи инактивировали или «выключили» существующий ген, заменив или нарушив его искусственным фрагментом ДНК )также продемонстрировали, что овуляторная индукция этих факторов в гранулезных клетках имеет решающее значение для успешной овуляции и лютеинизации путем регуляции транскрипции разнообразного массива генов. Нижестоящие гены этих регуляторов транскрипции включают факторы, которые участвуют в:
- -синтезе холестерина и прогестерона
- - ремоделировании тканей
- - в производстве и секреции простагландинов
- - лютеинизации
Также трансгенные исследования существенную роль генов: Ptgs2, Adamts1 и Edn2. Но данные исследования проводились на животных. Для лучшего понимания овуляторного процесса у людей важно создать модель in vivo, в которой можно оценить все необходимые изменения в доминантных фолликулах в течение овуляторного периода. И еще крайне важно создать систему in vitro, которая может точно имитировать овуляторные изменения in vivo.
Экспериментальные модели, используемые для исследования овуляторного процесса у человека
Модели in vivo
1.Ткани яичников, удаленные у пациенток, перенесших плановую операцию по тем или иным причинам.( Тем не менее, использование этих тканей имеет ограниченную ценность, так как было трудно точно определить точное время менструального цикла, и очень мало образцов тканей было собрано во временном интервале от преовуляторной стадии непосредственно перед началом всплеска ЛГ до тех пор, пока не произошел разрыв фолликула).
2. Материал пациентов с ЭКО - источник гранулезных/лютеиновых клеток, поскольку эти образцы относительно легко получить, а их время сбора и гормональные профили могут быть уточнены в период прайминга ФСГ. Минусы в том, что сбор происходит в одну временную точку, отсутствуют группы сравнения, и клетки получают на очень поздней овуляторной стадии. Более того, в процедуре ЭКО используется протокол стимуляции яичников, и эта стимуляция не обязательно может имитировать физиологическую ситуацию. Чтобы обойти эту оговорку, Wissing et al. (2014) использовали парадигму, в которой гранулезные клетки собирались дважды у одних и тех же пациентов; во-первых, перед введением рекомбинантного ХГЧ (рХГЧ) или агониста ГнРГ для запуска овуляции, а во-вторых, через 36 ч после введения рХГЧ во время забора ооцитов для ЭКО.
Последующий ( припомощи биоинформатики) анализ этих данных показал, что в овуляторный процесс вовлечен широкий спектр реакций, таких как воспаление, ангиогенез, ремоделирование внеклеточного матрикса.
Браннстром и его коллеги создали уникальную экспериментальную модель in vivo, в которой овуляторные изменения могут быть изучены в клетках доминантного фолликула, взятого в нескольких временных точках в течение периовуляторного периода у женщин, перенесших лапароскопическую операцию.
Пациентки были разделены на четыре группы:
пре-, ранняя, поздняя и постовуляторная фазы.
В преовуляторной группе забор фолликула осуществлялся, когда фолликул достиг >14 и <17,5 мм в диаметре, до эндогенного всплеска ЛГ. Эти пациенты не получали ХГЧ. Остальные женщины получали рХГЧ (овитрелл, ® 250 мкг) и были разделены на три группы: ранняя овуляторная (хирургическое вмешательство между 12 и <18 ч после рХГЧ), поздняя овуляторная (хирургия между 18 и 34 ч после рХГЧ) и постовуляторная (между 40 и 70 ч после рХГЧ) фазы. До операции были взяты образцы крови и проанализированы на сывороточный прогестерон и эстрадиол, для подтверждения чистоты эксперимента. Весь интактный фолликул был удален с помощью лапароскопических ножниц, и взт для иммуногистохимического анализа, либо для выделения гранулезных и тека- клеток яичника.
Модели in vitro
Ткани доминантного фолликула и гранулезных клеток, собранные в определенные часы в течение периовуляторного периода у женщин, оказались чрезвычайно ценными для идентификации факторов, экспрессируемых в овулярующих фолликулах.
Вкратце, лютеинизирующие гранулезные клетки человека были выделены из фолликулярных аспиратов пациентов ЭКО методом перколл-градиентного центрифугирования для удаления эритроцитов. Выделенные клетки помещали в среду OptiMEM, содержащую 10% сыворотки, содержащей антибиотик-антимикотик и консервировали в течение 6 или 7 дней в культуре со сменой среды каждые 24 часа. Эти клетки продуцировали прогестерон, и его уровни были самыми высокими в течение 48–96 часов после начала. В течение этого 6-7-дневного периода акклиматизации экспрессия ключевых овуляторных генов, таких как PGR, PTGS2 и AREG, была быстро и заметно снижена. Кроме того, экспрессия CD45, маркера лейкоцитов, также была полностью снижена, что указывает на элиминацию лейкоцитов.. Что еще более важно, когда лютеиновые клетки человека были обработаны in vitro ХГЧ (1МЕ/мл) на 6-й или 7-й день, мы обнаружили быстрое и преходящее увеличение экспрессии PGR, PTGS2 и AREG, а также продукции прогестерона и простагландинов (PGE 2 и PGF 2a). Это индуцированное ХГЧ увеличение экспрессии PGR, PTGS2 и AREG имитировало профиль экспрессии этих генов in vivo в преовуляторных фолликулах человека. Эти результаты имеют решающее значение, поскольку они демонстрируют, что эта система in vitro может повторять in vivo изменения в трех ключевых путях, которые опосредованы действием прогестерона, простагландинов и эпидермальным фактором роста (EGF).
Ключевые факторы овуляции
EGF(эпидермальный фактор роста)-подобные факторы
Впервые на яичнике мышей было обнаружено, что овуляторное стимулирование ХГЧ индуцирует временное увеличение экспрессии трех членов EGF-подобных факторов в преовуляторных фолликулах. Позже было обнаружено, что другой член EGF-подобного фактора роста, нейрегулин (Nrg1), также быстро и временно повышается в гранулезных клетках овуляторных фолликулов у мышей. Эти факторы функционируют в клетках, активируя семейство рецепторных тирозинкиназ EGF, EGFR (ErbB1), ErbB2, ErbB3 и/или ErbB4 . Наряду с индукцией EGF-подобных факторов, присутствие и активация их рецепторов также были зарегистрированы в гранулезных и кумулюсных клетках овуляторных фолликулов у мышей . Функциональные исследования in vitro показали, что эти EGF-подобные факторы роста играют решающую роль в мейотическом созревании оцитов . Последующие трансгенные исследования доказали, что индуцированное ЛГ увеличение EGF-подобных факторов и их рецепторная активность необходимы для созревания ооцитов, расширения кумулюсных клеток и разрыва фолликулов.
- AREG (амфирегулин) это наиболее распространенный лиганд рецептора эпидермального фактора роста. Исследования показали, что истощение АREG с использованием антител полностью уничтожало способность фолликулярной жидкости человека индуцировать созревание ооцитов. В совокупности эти данные указывают на то, что у людей всплеск ЛГ/овуляторное введение ХГЧ привело к заметному увеличению экспрессии AREG и EREG, но не BTC и NRG1, в преовуляторных фолликулах после введения ХГЧ.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ ➡️➡️➡️➡️➡️