Овуляция, ключевой момент репродуктивного цикла, остается практически неизвестным, несмотря на свою важнейшую роль в сохранении жизни. Именно на этом фоне учёные из Института многодисциплинарных наук Макса Планка впервые засняли весь процесс овуляции у мышей. Используя передовые методы микроскопии, команда под руководством биохимика Мелины Шух запечатлела этот сложный процесс с беспрецедентной точностью.
В яичнике человека овуляция происходит, когда яйцеклетка высвобождается из наполненного жидкостью фолликула и «скачет» по направлению к фаллопиевой трубе. Этот процесс, снятый теперь на видео, раскрывает тонкую динамику овуляции и критические этапы созревания яйцеклетки.
Для достижения этой цели исследователи использовали трансгенные модели мышей, чтобы обойти трудности, присущие изучению овуляции в лаборатории, и смогли наблюдать за клеточными изменениями в режиме реального времени. Подробности опубликованы в журнале Nature Cell Biology.
Технологический прорыв в наблюдении за овуляцией
«Без системы визуализации высокого разрешения запечатлеть сложную и быструю динамику овуляции было бы невозможно», — призналась Мелина Шух в интервью ScienceAlert. «Благодаря разработанной нами системе культивирования, совместимой с передовой количественной микроскопией, мы можем наблюдать весь процесс овуляции в режиме реального времени с непревзойденной детализацией».
Свежеобразованная яйцеклетка рядом с фолликулом.
Команда исследователей потратила почти год на разработку специальных систем визуализации и особых условий культивирования, что позволило фолликулам в чашках Петри выпустить яйцеклетки под микроскопом. Полученные результаты включают в себя подробные видео, снятые с разных ракурсов и раскрывающие ключевые этапы процесса.
В частности, на изображениях видны клеточные мембраны и хромосомы, подсвеченные индуцированными флуоресцентными белками, что позволяет проследить за движением яйцеклетки, готовящейся к выходу. Такой уровень детализации очень важен для выявления факторов, которые могут нарушить процесс овуляции и потенциально повлиять на фертильность. Более глубокое понимание этих механизмов может привести к более эффективным мерам по лечению нарушений фертильности, объясняют исследователи в своем исследовании.
Последствия для фертильности и будущих методов лечения
Быстрое расширение фолликула происходит в основном за счет секреции гиалуроновой кислоты окружающими клетками. Это вещество повышает внутреннее давление фолликула, вызывая его разбухание. Учёные показали, что при отсутствии этой кислоты овуляция происходит неправильно. Ингибируя выработку гиалуроновой кислоты, они наблюдали значительное сокращение фолликулярного расширения, что подчеркивает решающую роль этой молекулы в овуляторном процессе.
На видео ниже показана овуляция в изолированном фолликуле яичника, экспрессирующем маркер клеточной мембраны (зеленый) и хромосомный маркер (пурпурный). Конфокальная микроскопия позволяет детально визуализировать движения клеток и ооцитов внутри фолликула (вставка):
На изображениях ниже показана овуляция в изолированном фолликуле яичника, экспрессирующем маркер ооцитов Oct4-GFP. Это позволило создать 3D-реконструкцию ооцитов (зеленым цветом), чтобы отследить их перемещение во время овуляции.
Это достижение не только улучшает наше понимание репродуктивной биологии, но и открывает новые возможности для изучения и лечения репродуктивных расстройств. «Теперь, когда мы можем визуализировать овуляцию, мы можем начать понимать, как она нарушается при таких заболеваниях, как СПКЯ», — говорит ScienceAlert репродуктивный биолог Кристофер Томас. Другими словами, результаты этого исследования, безусловно, помогут лучше понять и лечить бесплодие у женщин.
Читайте все последние новости здоровья и медицины на New-Science.ru
