Сеть семенника (rete testis), малоизученная часть его выносящей системы, представляет собой группу связанных друг с другом полостей и каналов, выстланных однослойным эпителием, по которым сперматозоиды, образующиеся в извитых семенных канальцах, покидают семенник и по выносящим канальцам переносятся в придаток семенника – эпидидимис, для окончательного созревания (рис 1).

Рис. 1. Схема строения семенника мыши слева и срез сети семенника мыши справа, окраска гематоксилин-эозином.

На сегодняшний день существует достаточно мало сведений об источниках происхождения клеток сети семенника и ее развитии у мышей. В нашем недавнем исследовании [1] было показано, что часть клеток сети семенника наряду с маркерами rete testis (Pax8, Cdh1, Krt8) экспрессирует также маркеры соматических клеток извитых семенных канальцев, поддерживающих развитие половых клеток – клеток Сертоли (Wt1, Sox9, Sf1, Dmrt1 и др.), что позволяет предположить, что эти клетки возникают из одного источника (рис 2). Эти данные согласуются с результатами, полученными

Рис. 2. Экспрессия клетками сети семенника 6 суточного мышонка маркеров rete testis (Cdh1, Krt8, Pax8) и маркеров клеток Сертоли извитых семенных канальцев (Sox9, Wt1, Dmrt1). RT – полости сети семенника, ST – извитые семенные канальцы.

японскими исследователями [2], показавшими, что в эмбриональном развитии сеть семенника образуется из клеток, экспрессирующих общий для всех предшественников соматических клеток семенника маркер Sf1 (стероидогенный фактор 1). У мышей экспрессия Sf1 начинается на 9.5 сутки эмбрионального развития (E9.5) клетками целомического эпителия, расположенными на вентральной стороне мезонефроса (рис 3А, Б). Sf1+ клетки активно пролиферируют и погружаются в паренхиму мезонефроса, образуя утолщения (половые валики), обращенные в целомическую полость. На E10.5 валики заселяются половыми клетками, приходящими из задней кишки (Рис. 3В). Sf1+ клетки-предшественники изначально бипотенциальны и могут дифференцироваться в соматические клетки как яичников, так и семенников. Выбор пути развития – детерминация пола, у мышей происходит на стадии развития E10.5, когда часть клеток начинает экспрессировать ген Sry, а затем Sox9, инициирующие развитие гонад в семенники, при отсутствии экспрессии Sry развитие идет в яичники. Sox9+ клетки становятся клетками Сертоли, которые экспрессируют маркеры Amh и Dmrt1, активно пролиферируют и формируют нерегулярную сеть половых тяжей с половыми клетками, расположенными в их центре к E12.5. Из половых тяжей впоследствии образуются извитые семенные канальцы, в которых развиваются половые клетки, мезонефрический проток и канальцы мезонефроса дают начало, соответственно, эпидидимису и выносящим канальцам, а сеть семенника закладывается между двумя этими структурами и соединяет их между собой (Рис. 3Г).

Рис. 3. А-В - Развитие гонады у мышей с E9.5 по E10.5. Г – тотальный препарат гонадо-мезонефрического комплекса мыши E14.5.

В нашем настоящем исследовании, используя иммунофлуоресцентное окрашивание на маркеры базальной мембраны, клеток Сертоли и клеток сети семенника, а также 3D реконструкцию, было подробно изучено развитие сети семенника в эмбриональном развитии, начиная с E11.5 по E16.5. Впервые клетки rete testis можно идентифицировать на E11.5, в это время они начинают экспрессировать Sox9 и расположены в паренхиме мезонефроса между мезонефрическими трубочками в непосредственной близости от половых тяжей (Рис. 4А). В период с E12.5 по E13.5 на переднем конце будущей гонады эти клетки формируют утолщение, контактирующее с одной стороны с мезонефрическими трубочками, а с другой, с многочисленными отростками присоединяющееся к сети Sox9+/Amh+ половых тяжей (Рис. 4Б, В). На 3D модели области семенника, обращенной к мезонефросу (Рис. 5А), желтым цветом (Amh+) показана сеть попарно контактирующих друг с другом половых тяжей и красным - места

Рис. 4. Репрезентативные фотографии развивающихся семенников мыши с E11.5 по E13.5. * - передний конец гонады. Линия из точек – граница между мезонефросом, располагающимся сверху, и половыми тяжами. МТ – мезонефрические трубочки.

присоединения к ним каналов сети семенника. К E13.75 часть Amh+ перемычек между половыми тяжами на переднем конце семенника начинает терять экспрессию маркера клеток Сертоли - Amh (Рис. 5Б). Этот процесс далее распространяется в передне-заднем направлении на другие перемычки отделяя группы половых тяжей друг от друга к E14.5 (Рис. 5В), а к E16.5 вся сеть распадается на отдельные Sox9+/Amh+ тяжи, соединенные между собой Sox9+/Amh- каналами rete testis (Рис. 5Г).

Рис. 5. 3D модели части эмбрионального семенника мыши, прилежащей к мезонефросу, на различных сроках развития. * - передний конец гонады. Красным цветом на всех схемах обозначены структуры сети семенника, отдельные группы Amh+ половых тяжей, связанные друг с другом Amh+ перемычками, обозначены разными цветами. Стрелка указывает направление и границу формирования сети семенника из клеток половых тяжей.

Таким образом, можно заключить, что сеть семенника у мышей возникает из двух частей, первая образуется из Sf1+ клеток, которые, вероятно, отделяются от других предшественников соматических клеток гонады довольно рано, еще до процесса детерминации пола, и экспрессия Sox9 в них инициируется по какому-то другому, не зависимому от Sry механизму. Эти клетки формируют утолщение между мезонефрическими трубками и гонадой на ее переднем конце и затем вступают с ними в контакт к E13.5 (рис 6А). Вторая часть сети возникает между E13.5 и E16.5 из клеток Сертоли половых тяжей, теряющих экспрессию Amh и начинающих экспрессировать Pax8 (рис 6А). Мы не знаем молекулярный механизм трансформации клеток Сертоли в клетки сети семенника, но предполагаем, что одну из ключевых ролей в нем может играть транскрипционный фактор Pax8. В пользу этого свидетельствуют клетки с промежуточным фенотипом Amh+/Pax8+, обнаруженные в перемычках между половыми тяжами, теряющими экспрессию Amh (Рис. 6Б, и черные точки на схеме Рис. 6А).

Рис. 6. А – схема развития сети семенника мыши в эмбриональном развитии. Красным обозначена часть сети семенника, образуемая Sf1+ клетками, оранжевым, клетками Сертоли половых тяжей. * – передний конец гонады. В боксах представлены маркеры клеток канальцев мезонефроса, сети семенника и половых тяжей. Черные точки - Amh+/Pax8+ клетки в областях формирования сети семенника. Белые точки – Dmrt1+ клетки сети семенника. Б – репрезентативная фотография семенника мыши на E14.5, окрашенного на маркеры сети семенника (Pax8) и клеток Сертоли (Amh), на увеличенных вставках представлены Amh+/Pax8+ клетки c промежуточным фенотипом (стрелки).

1) Malolina E.A., Kulibin A.Yu. The rete testis harbors Sertoli-like cells capable of expressing DMRT1 // Reproduction. 2019. V. 158. P 399–413. DOI 10.1530/REP-19-0183.

2) Omotehara T., Wu X., Kuramasu M., Itoh M. Connection between seminiferous tubules and epididymal duct is originally induced before sex differentiation in a sex-independent manner. // Dev Dyn. 2020;249(6):754-764. DOI 10.1002/dvdy.155.

Новость подготовили © Кулибин А.Ю. и Малолина Е.А.

20.10.2020