Формирование фолликулярного резерва яичников

Обзор литературы посвящен современным данным формирования овариального резерва женской половой железы. Соотношение между размером резерва яичников и репродуктивной продолжительностью жизни подчеркивает важность понимания регуляторных факторов и процессов, которые определяют его создание. Описаны маркеры и регуляторы овариального резерва, такие как ооцитарная фосфотидилинозитол-3-киназа, фактор стволовых клеток (kit-лиганд), способствующие выживанию фолликулов во время неонатального развития, синаптонемальный комплекс  (SCP3), являющийся маркером первого деления мейоза, а также гены DMC1 и PTEN, причастные к мейотическим преобразованиям и рекрутированию примордиальных фолликулов.

Изменения в экспрессии некоторых генов и факторов в плодных яичниках человека во время первичной сборки фолликулов в настоящее время дают представление о путях, контролирующих ранний фолликулогенез. Аберрантная продукция этих факторов может быть причиной дисфункции, развития овариальных расстройств и неполноценного фолликулярного резерва. Особо следует отметить степень изменения числа половых клеток на каждом из этапов, ведущих к созданию резерва яичников. Это изменение может повлиять на конечный размер фолликулярного запаса, а следовательно, репродуктивную продолжительность жизни человека и  здоровье в пострепродуктивном периоде. В частности, количество первичных фолликулов в период полового созревания положительно коррелирует с количеством растущих фолликулов и их реакцией на лечение гонадотропином. Размер овариального резерва зависит от генов, участвующих в пролиферации и дифференцировке зародышевых клеток, сексуальной дифференциации, мейозе, дегенерации зародышевых клеток, образовании первичных фолликулов и потенциальном механизме самообновления зародышевых стволовых клеток.

Установлен возможный молекулярный механизм, приводящий к мейотическому процессу в ооцитах с участием вышеуказанных генов и факторов, а также апоптических и антиапоптических сигналов: Bax, Bcl-2, p53, CDK1, Lsd1, Notch, Stra8, Dazl, Dmc1, Rec8, XIAP, PUMA. Следовательно, понимание всех тонкостей и молекулярных механизмов на каждом этапе закладки и развития яичников, половых клеток и их окружения, гибели гамет, может помочь поиску возможных регуляторов и предотвращению патологического истощения фолликулярного запаса.

1. Волкова О.В., Бичерова И.А., Демяшкин Г.А. Факторы роста и их значение в процессах репродукции. Фундаментальные исследования. 2006; 5: 82–83.

2. Çенкина В.Çначение апоптоза в яичниках при развитии некоторых заболеваний репродуктивной системы. Фундаментальные исследования. 2011; 6: 227–230.

3. Çенкина В.Г., Солодкова О.А. Овариальный резерв женщин Владивостока в позднем репродуктивном периоде. Фундаментальные исследования. 2014; 4–1: 76–80.

4. Çенкина В.Факторы ангиогенеза при развитии физиологических и патологических процессов женской гонады. Бюллетень сибирской медицины. 2016; 15 (4): 111–119.

5. Çенкина В.Г., Каредина В.С., Солодкова О.А., Слуцкая Т.Н., Юферева А.Л. Морфология яичников андрогенизированных крыс на фоне приема ýкстракта из кукумарии. Тихоокеанский медицинский журнал. 2007; 4: 70–72.

6. Боровая Т.Г., Шевлягина Н.В., Диденко Л.В. Интраовариальные регуляторы фолликулогенеза. Успехи физиологических наук. 2010; 41 (1): 58–74.

7. Çенкина В.Г., Солодкова О.А., Погукай О.Н., Каредина В.С. Современные представления об интраорганной регуляции фолликулогенеза в яичнике. Современные проблемы науки и образования. 2012; 2: 41. URL: www.sience-education.ru.

8. Denton D., Xu T., Kumar S. Autophagy as a pro-death pathway. Immunology and Cell Biology. 2015; 93 (1): 35–42. DOI: 10.1038/icb.2014.85.

9. Dubey P.K., Sharma G.T. Nitric oxide and ovarian folliculogenesis: a possible role in follicular atresia. Asian-Australas J. Anim. Sci. 2016; http://dx.doi.org/10.5713/ajas.15.0831. DOI: 10.5713/ajas.15.0831.

10. Tatone C., Carbone M.C., Gallo R., Delle Monache S., Di Cola M., Alesse E., Amicarelli F. Age-associated changes in mouse oocytes during postovulatory in vitro culture: possiblerole for meiotic kinases and survival factor BCL2. Biol. Reprod. 2006; 74 (2): 395–402.

11. Depmann M., Faddy M.J., van der Schouw Y.T., Peeters P.H., Broer S.L., Kelsey T.W., Nelson S.M., Broekmans F.J. The relation between variation in size of the primordial follicle pool and age at natural menopause. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2015; 100 (6): e845–851. DOI: 10.1210/jc.2015-1298.

12. Wallace W.H., Kelsey T.W. Human ovarian reserve from conception to menopause. PLoS One. 2010; 5 (1): e8772. DOI: 10.1371/journal.pone.0008772.

13. Gartner A., Boag P.R., Blackwell T.K. Germline survival and apoptosis. WormBook. 2008; 4: 1–20. DOI: 10.1895/wormbook.1.145.1.

14. Findlay J.K., Hutt K.J., Hickey M., Anderson R.A. How Is the Number of Primordial Follicles in the Ovarian Reserve Established? Biol. Reprod. 2015; 93 (5): 111. DOI: 10.1095/biolreprod.115.133652.

15. Broekmans F.J., Soules M.R., Fauser B.C. Ovarian aging: mechanisms and clinical consequences. Endocr. Rev. 2009; 30: 465–493. DOI: 10.1210/er.2009-0006.

16. Tehrani F.R., Solaymani-Dodaran M., Tohidi M., Gohari M.R., Azizi F. Modelling age at menopause using serum concentration of anti-mullerian hormone. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2013; 98 (2): 729–735. DOI: 10.1210/jc.2012-3176.

17. Anderson R.A., Mitchell R.T., Kelsey T.W., Spears N., Telfer E.E., Wallace W.H. Cancer treatment and gonadal function: experimental and established strategies for fertility preservation in children and young adults. Lancet Diabetes Endocrinol. 2015; 3 (7): 556–567. DOI: 10.1016/S2213-8587(15)00039-X.

18. Кирошка В.В., Тищенко Ю.О. Динамика фолликулогенеза половозрелой и неонатальной овариальной ткани в условиях длительной гетеротопической трансплантации. Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2012; 48 (2): 160–168.

19. Shuster L.T., Rhodes D.J., Gostout B.S., Grossardt B.R., Rocca W.A. Premature menopause or early menopause: long-term health consequences. Maturitas. 2010; 65 (2): 161–166. DOI: 10.1016/j.maturitas.2009.08.003.

20. Kim J., Singh A.K., Takata Y., Lin K., Shen J., Lu Y., Kerenyi M.A., Orkin S.H., Chen T. LSD1 is essential for oocyte meiotic progression by regulating CDC25B expression in mice. Nat. Commun. 2015; 6: 10116. DOI: 10.1038/ncomms10116.

21. Monget P., Bobe J., Gougeon A., Fabre S., Monniaux D., Dalbies-Tran R. The ovarian reserve in mammals: a functional and evolutionary perspective. Mol. Cell Endocrinol.2012; 356 (1–2): 2–12. DOI: 10.1016/j.mce.2011.07.046.

22. Hartshorne G.M., Lyrakou S., Hamoda H., Oloto E., Ghafari F. Oogenesis and cell death in human prenatal ovaries: what are the criteria for oocyte selection? Mol. Hum. Reprod. 2009; 15 (12): 805–819. DOI:10.1093/molehr/gap055.

23. Agarwal A., Aponte-Mellado A., Premkumar B.J., Shaman A., Gupta S. The effects of oxidative stress on female reproduction: a review. Reproductive Biology and Endocrinology. 2012; 10: 49. DOI: 10.1186/1477-782710-49.

24. Banerjee S., Saraswat G., Bandyopadhyay S.A., Kabir S.N. Female reproductive aging is master-planned at the level of ovary. PLoS One. 2014; 9 (5): e96210. DOI: 10.1371/journal.pone.0096210.

25. Tian N., Zhang L., Zheng J.H., Lv D.Y., Li Y., Ma W.Y. Three-dimensional quantitative analysis of chromosomes in the oocytes of aging mice during meiosis I in vitro. Theriogenology. 2013; 79 (2): 249–256. DOI: 10.1016/j.theriogenology.2012.08.010.

26. Liu Y.X. Advanced studies on ovary physiology in China in the past 30 years. Sheng Li Xue Bao. 2016; 68 (4): 366–384.

27. Pepling M.E. From primordial germ cell to primordial follicle: mammalian female germ cell development. Genesis. 2006; 44 (12): 622–632.

28. Yang Y., Fang L.H., Wang X.F. Effect of Foxo3a gene over-expression on the development of rat ovarian granulose cells and in prevention of cisplatin-induced ovarian damage in rats. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2016; 36 (6): 796–801.

29. Albamonte M.S., Willis M.A., Albamonte M.I., Jensen F., Espinosa M.B., Vitullo A.D. The developing human ovary: immunohistochemical analysis of germ-cell-specific VASA protein, BCL-2/BAX expression balance and apoptosis. Hum. Reprod. 2008; 23 (8): 1895–1901. DOI:10.1093/humrep/den197.

30. Gilchrist R.B., Lane M., Thompson J.G. Oocyte-secreted factors: regulators of cumulus cell function and oocyte quality. Hum. Reprod. Update. 2008; 14 (2): 159– 177. DOI:10.1093/humupd/dmm040.

31. Перетятко Л.П., Кузида Л.В., Проценко Е.В. Морфология плодов и новорожденных с ýкстремально низкой массой тела. Иваново: ОАО «Изд. «Иваново», 2005: 384.

32. Hussein M.R. Apoptosis in the ovary: molecular mechanisms. Human Reproduction Update. 2005; 11 (2): 162–177.

33. Çенкина В.Г., Каредина В.С., Солодкова О.А., Михайлов А.О. Регуляторы апоптоза и механизм их действия в женской гонаде. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2010; 7: 7–14.

34. McLaren A. Primordial germ cells in the mouse. Dev. Biol. 2003; 262: 1–15.

35. Bowles J., Koopman P. Sex determination in mammalian germ cells: extrinsic versus intrinsic factors. Reproduction. 2010; 139: 943–958. DOI:10.1530/REP-10-0075.

36. Bendsen E., Byskov A.G., Andersen C.Y., Westergaard L.G. Number of germ cells and somatic cells in human fetal ovaries during the first weeks after sex differentiation. Hum. Reprod. 2006; 21 (1): 30–35.

37. Kurilo F.L. Oogenesis in antenatal development in man. Hum. Genet. 1981; 57: 86–92.

38. Modi D.N., Sane S., Bhartiya D. Accelerated germ cell apoptosis in sex chromosome aneuploid fetal human gonads. Mol. Hum. Reprod. 2003; 9 (4): 219–225.

39. Abir R., Orvieto R., Dicker D., Zukerman Z., Barnett M., Fisch B. Preliminary studies on apoptosis in human fetal ovaries. Fertil Steril. 2002; 78 (2): 259–264.

40. Ghafari F., Gutierrez C.G., Hartshorne G.M. Apoptosis in mouse fetal and neonatal oocytes during meiotic prophase one. BMC Dev. Biol. 2007; 7: 87.

41. Wu Y., Zhang Z., Liao X., Wang Z. High fat diet triggers cell cycle arrest and excessive apoptosis of granulosa cells during the follicular development. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2015; 466 (3): 599–605. DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.096.

42. Coccia M.E., Rizzello F. Ovarian reserve. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2008; 1127: 27–30. DOI:10.1196/annals.1434.011.

43. Choi J., Jo M., Lee E., Choi D. Induction of apoptotic cell death via accumulation of autophagosomes in rat granulosa cells. Fertility and Sterility. 2011; 95 (4): 1482–1486. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2010.06.006.

44. Feng Y.M., Liang G.J., Pan B., Qin X.S., Zhang X.F., Chen C.L., Li L., Cheng S.F., De Felici M., Shen W. Notch pathway regulates female germ cell meiosis progression and early oogenesis events in fetal mouse. Cell Cycle. 2014; 13 (5): 782–791. DOI: 10.4161/cc.27708.

45. Ene A.C., Park S., Edelmann W., Taketo T. Caspase 9 is constitutively activated in mouse oocytes and plays a key role in oocyte elimination during meiotic prophase progression. Dev. Biol. 2013; 377 (1): 213–223. DOI: 10.1016/j.ydbio.2013.01.027.

46. Hotchkiss R.S., Strasser A., McDunn J.E., Swanson P.E. Сell death. N. Engl. J. Med. 2009; 361 (16): 1570–1583. DOI: 10.1056/NEJMra0901217.

47. Çенкина В.Г., Солодкова О.А. Участие оксида азота в овариальном цикле. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6: 10.

48. Hutt K.J. The role of BH3-only proteins in apoptosis within the ovary. Reproduction. 2015; 149: R81–R89.

49. Myers M., Morgan F.H., Liew S.H., Zerafa N., Gamage T.U., Sarraj M., Cook M., Kapic I., Sutherland A., Scott C.L., Strasser A., Findlay J.K., Kerr J.B., Hutt K.J. PUMA regulates germ cell loss and primordial follicle endowment in mice. Reproduction. 2014; 148 (2): 211– 219. DOI: 10.1530/REP-13-0666.

50. Omari S., Waters M., Naranian T., Kim K., Perumalsamy A.L., Chi M., Greenblatt E., Moley K.H., Opferman J.T., Jurisicova A. Mcl-1 is a key regulator of the ovarian reserve. Cell Death Dis. 2015; 6: e1755. DOI: 10.1038/cddis.2015.95.