Диссертация (1145832), страница 10
Текст из файла (страница 10)
активация геномаэмбриона, embryonic genome activation – EGA) и деградацию материнских мРНК (Jukam etal., 2017). В исследованиях, проведенных на млекопитающих, было выявлено, что этовидоспецифичный процесс, и начинается он у разных видов в разное время. У овецпереход на синтез собственных мРНК происходи на стадии 8-16 клеток, у коров – настадии 8 клеток, у свиней – на стадии 4 клеток, у мышей – на стадии 2 клеток (Memili,First, 2000; Баранов, Кузнецова, 2007).
У зародыша человека этот процесс начинаетсятолько на стадии 4-8 бластомеров (Vassena et al., 2011; Niakan, Eggan, 2013; Toehoenen etal., 2015).В течение трёх первых делений дробления все бластомеры имеют округлую форму,идентичны по морфологии и ростовым потенциям. Они остаются метаболическималоактивными, и их синтетическая деятельность направлена лишь на выработку ДНК ибелков, необходимых для деления.
На стадии морулы, когда зародыш состоит из 8–16бластомеров(3-5-йденьразвития)начинаетсяпроцесскомпактизации,сопровождающийся поляризацией бластомеров. При этом бластомеры, расположенные40снаружи, приобретают свойства эпителиальных клеток, между ними возникают тесныемежклеточные контакты (десмосомы) (Flemming et al., 2000), а внутри зародыша начинаетнакапливаться жидкость. Когда морула попадает в проксимальный отдел маточной трубыи далее – в полость матки, происходит кавитация морулы – в моруле начинаетнакапливатьсяжидкость.Смоментапоявленияполостизародышназываетсябластоцистой. Это происходит через 4,5-5 дней после оплодотворения. Стенкабластоцисты состоит из одного слоя крупных клеток трофобласта (трофэктодермы – ТЭ),изнутри к которому в одном месте прилежит небольшая группа клеток эмбриобласта(внутренняя клеточная масса – ВКМ). Общее число клеток на этой стадии – более 60.Настадииморулы(8–16бластомеров)начинаетсяэкспрессияфакторатранскрипции Tead4.
Он активирует гомеодомен каудального типа другого фактора –Cdx2, индуцирующий совместно с Gata3 экспрессию Т-бокса гена Eomes, продуктыкоторого регулируют пролиферацию и дифференцировку клеток ТЭ. Однако их основнаяроль, по-видимому, заключается в индукции гена Elf5, который гипометилирован ифункциональноактивенвклеткахТЭ,нооказываетсяметилированнымиинактивированным в клетках ВКМ. Зародыш оказывается разделенным на дваморфологически и функционально различных клона клеток – ТЭ и ВКМ.
При этомэпигенетическая асимметрия метилирования промоторной области гена Elf5 в ТЭ и ВКМчётко сохраняется в этих клетках и их производных. Транскрипционные факторы Ets2,Tcfap2c, Esrrb в клетках ТЭ также усиливают и модифицируют экспрессию геновосновного каскада (Cdx2–Eomes–Elf5). При этом промоторы эмбриоспецифических генов(Oct4, Nanog) в клетках ТЭ быстро метилируются, что ведёт к репрессии этих генов.Окончательная эпигенетическая «фиксация» клеток ТЭ и ВКМ происходит на стадиибластоцисты.
В экспериментах на мышах было показано, что направленное выключениесинтеза Cdx2 приводит к нарушению процессов поляризации и компактизацииибластомеров и блокирует дифференцировку клеток ТЭ (Hemberger et al., 2010).Включение каскада факторов транскрипции Cdx–Eomes–Elf5 на стадии 8-16 клетокявляется первым и основным сигналом к дифференцировке изначально тотипотентныхбластомеров в клетки ВКМ и ТЭ. Становление двух клеточных линий происходит врезультате сложных взаимодействий генетических и эпигенетических факторов, зависитот взаиморасположения клеток относительно друг друга в моруле, их поляризации ичисла предшествующих делений (Dyban, Baranov, 1987). Гипометилированное состояниегенов ТЭ и гиперметилированное – клеток ВКМ сохраняется при дальнейшем развитии исчитается важнейшим фактором успешной имплантации и плацентации зародышачеловека.
При дифференцировке клеток ТЭ к ДНК генов присоединяется комплекс SET41(гистонметилтрансфераза G9a + гистондеацетилаза – HDAC), который ведёт кдеацетилированию гистонов и метилированию Н3К9. Это служит сигналом дляприсоединения гетерохроматинового протеина 1 (HP1) и метилтрансфераз DNMT3A иDMNT3B и приводит к локальной гетерохроматизации ДНК ТЭ de novo.Клетки трофэктодермы синтезируют хорионический гонадотропин и лизирующиеферменты, с помощью которых приобретают инвазивные свойства, обеспечиваягистиотрофное питание зародыша и процесс имплантации. После имплантации клеткитрофэктодермы образуют только экстраэмбриональные ткани (Carlson, 2009). КлеткиВКМ активно размножаются и при дальнейшем развитии дают начало всем тканямсобственно эмбриона, а также его внезародышевым частям (хорион, плацента, желточныймешок, аллантоис, амнион).
Увеличению объема бластоцисты способствует натриевыйнасос клеток трофобласта. С участием АТФаз происходит активное «закачивание»катионов натрия в полость бластоцисты. Их накопление вызывает поступление в полостьбластоцисты воды по осмотическому градиенту, в результате чего объем полостиувеличивается (Carlson, 2009).В ходе дробления зародыш продвигается по маточной трубе в направлении маткикак за счет тока жидкости, так и вследствие перистальтических сокращений мускулатурыи движения эпителиальных ресничек (Miki, Clapham, 2013).
На 5-6 день зародыш настадии бластоцисты попадает в матку. Контакт бластоцисты с клетками эндометрия,выстилающими полость матки, служит сигналом к «вылуплению» бластоцисты изокружающей её блестящей оболочки и началу активной экспрессии генов как в клеткахТЭ, так и в клетках децидуального слоя эндометрия матки (Due-Gorian P.
et al., 1999).Процесс «вылупления» происходит как за счёт активного движения самого зародыша, таки за счёт литических ферментов, выделяемых клетками ТЭ. Клетки трофобласта вступаютв непосредственный контакт с клетками слизистой оболочки матки и с помощьюлитических ферментов разрушают вначале эпителий, а затем и несколько подлежащихслоев децидуальных клеток (Due-Gorian et al., 1999). После разрушения блестящейоболочки клетки ТЭ превращаются в клетки трофобласта (ТБ) и начинают активносинтезировать гормон – хорионический гонадотропин, а также различные лизирующиеферменты.
Клетки ТБ приобретают инвазивные свойства, обеспечивают гистиотрофноепитание зародыша и сам процесс имплантации, т.е. проникновение зародыша вглубьстенки матки (цит. по Баранов, Кузнецова, 2007).Таким образом, в период доимплантационного развития зародыш человекапретерпевает несколько делений дробления, сопровождающиеся подготовкой к первичной42дифференцировке клеток.
Важную роль в этом процессе играет эпигенетическоерепрограммирование генома зародыша.1.10. Постимплантационное развитие зародыша человека. Развитие хориона иорганов дыхательной системыНа 5-6-е сутки начинается имплантация зародыша в слизистую оболочку матки.Процесс имплантации обеспечивают различные типы клеток ТБ, за появление идифференцировкукоторыхответственнастволоваялиния–цитотрофобласт.Плюрипотентные клетки цитотрофобласта существуют на протяжении всего периодапренатальногоразвитияиобеспечиваютсвоевременнуюдифференцировку всехклеточных элементов хориона.
На этапе имплантации трофобласт уже являетсядвухслойным образованием: внутренний слой представлен цитотрофобластом, анаружный – многоядерным синцитиотрофобластом.Одновременно с имплантацией начинается первая фаза гаструляции, котораяпродолжается всю вторую неделю развития. Эмбриобласт расщепляется на эпибласт игипобласт. Начинается формирование внезародышевых органов – хориона, плаценты,желточного мешка и амниотической оболочки.
Во время имплантации возникаетвнезародышевая мезодерма, которая выстилает полость бластоцисты и участвует вобразовании хориона. Ворсины хориона покрывают поверхность плодного яйца и глубокопроникают в толщу стенки матки, разрушая сосуды эндометрия. Это ведёт к появлениюлакун с материнской кровью, в которых плавают выросты цитотрофобласта, покрытыесинцитием, образующие первичные ворсины хориона.
В дальнейшем эти выростыначинают ветвиться и формируют вторичные ворсины. Третичные или полностьюдифференцированные ворсины хориона представляют собой уже трехслойную структур свнутреннейполостью,выстланнойклеткамиэкстраэмбриональноймезодермы.Экстраэмбриональная мезодерма формируется на 13-15-й день развития и является однойиз производных эпибласта, дифференцирующегося как в собственно эмбриональныеструктуры, так и во внезародышевые ткани. Таким образом, хорион представляет собойорган, сформированный производными различных внезародышевых и эмбриональныхдетерминантов – трофобласта и эпибласта соответственно (цит. по Лебедев, Назаренко,2001).Образование ворсин хориона, их васкуляризацию и ветвление контролируетэндотелиальный фактор роста сосудов VEGF и фактор роста плаценты PLGF.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
