Как спаривание влияет на поведение стволовых клеток на молекулярном уровне
Исследователи из Университета Цукубы выяснили, как внешние сигналы, такие как спаривание, влияют на поведение стволовых клеток. Они обнаружили, что нейроны, производящие нейромедиатор октопамин, регулируют активность герминативных стволовых клеток (GSCs) в яичниках плодовой мушки Drosophila melanogaster.
Модельная система и ключевой вопрос
Яичники плодовой мушки — классическая модель для изучения влияния среды на стволовые клетки. GSCs дают начало яйцеклеткам и находятся в нише рядом с соматическими клетками. Баланс между самообновлением и дифференцировкой GSCs строго регулируется, в том числе внешними сигналами. Известно, что спаривание увеличивает количество GSCs.
Молекулярный механизм передачи сигнала
- Ранее было показано, что половой пептид из семенной жидкости самца активирует нейроны в просвете матки, что стимулирует биосинтез овариальных стероидных гормонов и увеличение числа GSCs.
- Новое исследование выявило, как эта информация передаётся от
нейронов к GSCs:
- Генетический скрининг показал, что рецептор октопамина Oamb необходим для увеличения GSCs после спаривания.
- Oamb экспрессируется в клетках-спутницах (escort cells) — одном из типов соматических клеток, соседствующих с GSCs.
- Активация Oamb октопамином приводит к увеличению кальциевой сигнализации в клетках-спутницах.
Взаимосвязь с гормонами и конечный эффект
- Овариальные стероидные гормоны необходимы для увеличения числа GSCs, вызванного кальциевой сигнализацией.
- В этом процессе также участвует белок матриксная металлопротеиназа 2 (MMP2).
- Нейроны проецируются к яичникам и воздействуют на них через никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, что в итоге приводит к увеличению числа стволовых клеток.
Значение исследования
Как отмечает профессор Рюсукэ Нива, работа раскрывает молекулярный механизм, связывающий нервную систему с поведением стволовых клеток в ответ на внешние сигналы. Эти данные могут помочь понять консервативные системные и нейрональные механизмы регуляции гомеостаза стволовых клеток у животных.