Макрофаги создают неуловимую нишу стволовых клеток сперматогоний

Каждый орган находит свой баланс между самообновлением и дифференцировкой. С одной стороны — мозг, с его в основном покоящейся популяцией клеток. С другой — семенники, где у мужчин поддерживается активное обновление зародышевой линии в ходе многоэтапного цикла созревания, длящегося месяцами. Оба этих органа иммунопривилегированы, но при этом полагаются на клетки миелоидного происхождения, такие как макрофаги или микроглия, для управления важными структурными изменениями.

Ниша стволовых клеток — это их микроокружение: физические и молекулярные факторы, которые питают, защищают и направляют их. У млекопитающих в каждом семеннике может быть до 40 000 потенциальных ниш, рассеянных по извитым канальцам. Недавняя статья в Cell Reports показала, что уникальный класс тестикулярных макрофагов определяет эту предполагаемую нишу стволовых клеток сперматогоний.

Более того, исследователи обнаружили, что эти макрофаги контролируют дифференцировку сперматогоний, экспрессируя ключевые факторы, включая CSF1 (колониестимулирующий фактор) и ферменты синтеза ретиноевой кислоты. Когда учёные удалили макрофаги, сделав их селективно чувствительными к дифтерийному токсину, они зафиксировали резкое снижение количества сперматогоний. Эта новая роль дополняет ранее известные функции макрофагов в семенниках, такие как стимуляция стероидогенеза в клетках Лейдига.

Единственная клетка сперматогония — наименее дифференцированная в иерархии модели стволовых клеток сперматогоний. Со временем она делится с неполной цитокинезой, образуя синцитиальные кластеры клеток-потомков, соединённые цитоплазматическими мостиками. Это позволяет клеткам в синцитии обмениваться жизненно важными компонентами, например, ферментом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой.

Новые данные об интимной связи макрофагов со сперматогенезом подчёркивают их критическую роль. Эти же клетки, вероятно, ответственны за устранение сперматозоидов после вазэктомии. Хотя производство спермы при этой операции не страдает, у многих пациентов возникает «разрыв придатка» из-за повышения давления в перевязанном семявыносящем протоке. Эта ситуация обычно разрешается силами макрофагов.

Более серьёзное осложнение — реканализация, то есть полное восстановление и сращение перерезанного протока. Механизмы этого процесса до конца не изучены. Что касается уровня тестостерона после вазэктомии, исследования показывают, что в среднем он не меняется. Однако индивидуальные колебания возможны в любую сторону, что указывает на необходимость дальнейших исследований тонкого контроля в гонадах.