Клетка Сертоли - Sertoli cell

Клетка Сертоли
Зародышевый эпителий testicle.svg
Зародышевый эпителий яичка .
1: базальная пластинка
2: сперматогонии
3: сперматоциты 1-го порядка
4: сперматоциты 2-го порядка
5: сперматида
6: зрелые сперматиды
7: клетки Сертоли
8: плотное соединение ( гематологический барьер яичка )
Яичко-гистология-кабан-2.jpg
Гистологический срез паренхимы яичка кабана .
1 Просвет Tubulus semiferus contortus
2 сперматиды
3 сперматоцита
4 сперматогонии
5 Клетка Сертоли
6 Миофибробласты
7 Клетки Лейдига
8 капилляров
Подробности
Система Репродуктивная система
Место нахождения Семенники
Функция Помощь в производстве спермы
Идентификаторы
MeSH D012708
FMA 72298
Анатомические термины микроанатомии

Клеток Сертоли (своего рода поддерживающих клеток ) является «медсестра» клетками из яичек , что является частью семенных каналец и помогает в процессе сперматогенеза , производство спермы .

Он активируется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ), секретируемым аденогипофизом , и имеет рецептор ФСГ на своих мембранах. Он расположен в извитых семенных канальцах (поскольку это единственное место в семенниках, где вырабатываются сперматозоиды). Развитие клеток Сертоли направляется белком -фактором, определяющим семенники .

Состав

Клетки Сертоли расположены в семенных канальцах .

На слайдах, используя стандартное окрашивание , клетки Сертоли можно легко спутать с другими клетками зародышевого эпителия . Наиболее отличительной особенностью клетки Сертоли является темное ядрышко .

Разработка

Клетки Сертоли необходимы для полового развития мужчин. Во время развития самцов ген SRY активирует SOX9 , который затем активирует и формирует петлю прямой связи с FGF9 . Пролиферация и дифференцировка клеток Сертоли в основном активируется FGF9. Отсутствие FGF9 приводит к развитию самки.

После полной дифференцировки клетка Сертоли считается окончательно дифференцированной и не может пролиферировать. Следовательно, как только сперматогенез начался, клетки Сертоли больше не образуются.

Однако недавно некоторые ученые нашли способ вызвать у клеток Сертоли ювенильный пролиферативный фенотип вне организма. Это дает возможность исправить некоторые дефекты, вызывающие мужское бесплодие.

Было высказано предположение, что клетки Сертоли могут происходить из мезонефроса плода .

Функция

Поскольку ее основная функция заключается в питании развивающихся сперматозоидов на этапах сперматогенеза , клетку Сертоли также называют «материнской» или «кормящей» клеткой. Клетки Сертоли также действуют как фагоциты , потребляя остаточную цитоплазму во время сперматогенеза. Перемещение клеток от основания к просвету семенных канальцев происходит за счет конформационных изменений латеральных краев клеток Сертоли.

Секреторный

Клетки Сертоли выделяют следующие вещества:

Структурные

Окклюзионные соединения клеток Сертоли образуют гемато-семенниковый барьер , структуру, которая отделяет интерстициальный кровяной компартмент яичка от адлюминального компартмента семенных канальцев. Из-за апикального прогрессирования сперматогоний (стволовых клеток спермы) закупоривающие соединения должны динамически реформироваться и разрушаться, чтобы позволить иммуноидентичным сперматогониям пройти через гемато-семенниковый барьер, чтобы они могли стать иммунологически уникальными. Клетки Сертоли контролируют поступление и выход питательных веществ , гормонов и других химикатов в канальцы яичка, а также делают надлюминальный отсек привилегированным участком иммунной системы.

Клетка также отвечает за создание и поддержание ниши сперматогониальных стволовых клеток , что обеспечивает обновление стволовых клеток и дифференциацию сперматогониев в зрелые зародыши, которые постепенно прогрессируют в течение длительного процесса сперматогенеза, заканчивая высвобождением сперматозоидов в известном процессе. как спермия . Клетки Сертоли связываются со сперматогониальными клетками через N-кадгерины и галактозилтрансферазу (через углеводные остатки).

Прочие функции

Во время фазы созревания спермиогенеза клетки Сертоли потребляют ненужные части сперматозоидов.

Ремонт и мутация ДНК

Клетки Сертоли способны восстанавливать повреждения ДНК . Эта репарация, вероятно, использует процесс негомологичного соединения концов с участием белков XRCC1 и PARP1 , которые экспрессируются в клетках Сертоли.

Клетки Сертоли имеют более высокую частоту мутаций, чем сперматогенные клетки . По сравнению со сперматоцитами частота мутаций в клетках Сертоли примерно в 5-10 раз выше. Это может отражать необходимость большей эффективности репарации ДНК и предотвращения мутаций в зародышевой линии, чем в соматических клетках.

Иммуномодулирующие свойства клеток Сертоли

Помимо экспрессии факторов, которые имеют решающее значение для созревания сперматозоидов, клетки Сертоли продуцируют широкий спектр молекул (либо на своей поверхности, либо в растворимых), которые способны изменять иммунную систему (IS). Способность клеток Сертоли изменять иммунный ответ в канальцах необходима для успешного созревания сперматозоидов. Сперматозоиды экспрессируют неоэпитопы на своей поверхности по мере прохождения различных стадий созревания. Они могут вызвать сильный иммунный ответ, если их поместить в другое место тела.

Молекулы, продуцируемые клетками Сертоли, связанные с иммуносупрессией или иммунорегуляцией

Система FAS / FAS-L - экспрессия лиганда Fas (Fas-L) на поверхности SC активирует апоптотическую гибель клеток, несущих рецептор Fas, например цитотоксических Т-клеток.

- растворимый FasL - повышение эффективности системы

- блокировка растворимого Fas- FasL на поверхности других клеток (отсутствие индукции апоптоза в клетках Сертоли клетками IS)

B7 / H1 - снижение пролиферации эффекторных Т-клеток

Jagged1 (JAG1) - индукция экспрессии фактора транскрипции Foxp3 в наивных Т-лимфоцитах (увеличение относительного количества Т-регуляторных клеток )

Ингибитор протеазы-9 (PI-9) - член семейства серпинов (ингибиторы сериновых протеаз)

- индуцирует секрецию протеазы Granyzme B , цитотоксические Т-клетки и NK-клетки способны индуцировать апоптоз в клетке-мишени. СК продуцируют PI-9, который необратимо связывает гранзим B и подавляет его активность.

CD59 - поверхностная молекула на SC, членрегуляторных белков комплемента(CRP)

- подавляет последнюю ступень каскада комплемента - образование Мембранного комплекса Атака

Кластерин - растворимая молекула, функционирующая аналогично CD59, образуя комплекс с гранизмом B и подавляя активацию апоптоза Т-лимфоцитами или NK-клетками.

TGF -beta - трансформирующий фактор роста бета (его прямая продукция SC спорна)

- индукция регуляторных Т-клеток на периферии

Вовлечены другие молекулы

CD40 - молекула, связанная сдендритными клетками(ДК)

- SC способны подавлять экспрессию CD40 на поверхности DC (механизм неизвестен)

- Подавление CD40 приводит к снижению способности DC стимулировать ответ Т-клеток.

Клетки Сертоли также способны подавлять миграцию иммунных клеток - снижая инфильтрацию иммунных клеток к месту воспаления.

Клиническое значение

Опухоль из клеток Сертоли-Лейдига относится к группе новообразований яичников в группе опухолей полового тяжа и стромы . Эти опухоли продуцируют как клетки Сертоли, так и клетки Лейдига, и приводят к повышенной секреции тестостерона в яичниках и яичках.

Другие животные

Функции клеток Сертоли в амниоте и анамниоте одинаковы, но они имеют несколько разные свойства по сравнению друг с другом. Анамнионты (рыбы и земноводные) используют кистозный сперматогенез для производства сперматозоидов. В случае амниоты клетки Сертоли считаются терминально дифференцированными клетками, не способными к пролиферации. В анамниоте клетки Сертоли проходят две фазы пролиферации. Первая фаза пролиферации происходит во время образования кисты, что также способствует миграции в нее половых клеток. второй - увеличить кисту и создать пространство для размножающихся половых клеток.

Общепризнанный факт, что клетки Сертола терминально дифференцируются в амниоте, недавно изменился. После ксеногенной трансплантации клетки Сертоли смогли пролиферировать.

История

Клетки Сертоли названы так из-за их эпонима Энрико Сертоли , итальянского физиолога, который открыл их, изучая медицину в Университете Павии, Италия.

Он опубликовал описание этой клетки в 1865 году. Клетку открыл Сертоли с помощью микроскопа Бельтле, приобретенного в 1862 году, который он использовал, изучая медицину.

В публикации 1865 года в его первом описании использовались термины «древовидная клетка» или «волокнистая клетка», и, что наиболее важно, он назвал их «материнскими клетками». Это были другие ученые, которые использовали фамилию Энрико, Сертоли, для обозначения этих клеток в публикациях, начиная с 1888 года. По состоянию на 2006 год были опубликованы два учебника, которые специально посвящены клетке Сертоли.

Исследовать

Недавно экспериментальные модели аутоиммунных воспалительных заболеваний, включая диабет , подтолкнули к вовлечению клеток Сертоли в трансплантацию клеточной терапии благодаря их иммунорегуляторным и противовоспалительным свойствам.

Исследования использования клеток Сертоли для лечения диабета I типа находятся сейчас на самой глубокой стадии. Стратегия заключается в котрансплантации β-клеток вместе с клетками Сертоли в организм реципиента. В случае мышей, крыс, а также человека присутствие этих клеток восстанавливает гомеостаз глюкозы вместе с более низкой потребностью во внешнем инсулине . Во всех случаях иммуносупрессия не применялась, роль этого препарата взяла на себя и предоставила СК.

Путем лечения мышей, страдающих спонтанным диабетом и ожирением, путем трансплантации микрокапсулированных клеток Сертоли в подкожно-жировое депо брюшной полости, Giovanni et al. продемонстрировали, что более половины обработанных мышей показали улучшенный гомеостаз глюкозы. Эта недавняя научная работа обещает в будущем лучшее лечение пациентов с сахарным диабетом 2 типа с помощью клеточной терапии.

Клетки Сертоли способствуют усвоению трансплантата кожи организмом-реципиентом, а также их присутствие помогает увеличить количество мотонейронов в спинном мозге мышей SOD1 (модель бокового амиотрофического склероза у мышей)

Дополнительные изображения

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки