Analiza rozwoju sznurów płciowych i kanalików sieci jajnika w aspekcie różnicowania komórek pęcherzykowych i ich relacji z komórkami linii płciowej u kota domowego (Felis silvestris catus)
Type
Project
Date Issued
2021
Discipline
veterinary science
Abstract (PL)
Kluczowymi procesami zachodzącymi podczas morfogenezy jajnika ssaków są: różnicowanie komórek somatycznych, dojrzewanie komórek płciowych i kształtowanie się pierwotnych pęcherzyków jajnikowych. W tym względzie w literaturze można znaleźć hipotezy, wskazujące na różne pochodzenie komórek pęcherzykowych, takie jak: komórki nabłonka mezotelialnego rekrutowane do sznurów płciowych, komórki śródmiąższowe/zrębowe jajnika oraz komórki kanalików sieci jajnika, będące pozostałościami rozwojowymi po śródnerczach, które to w miarę rozwoju gonad żeńskich uwsteczniają się, a następnie ulegają zanikowi.
Wcześniejsze badania przeprowadzone m.in. u kota domowego dały przesłanki do twierdzenia o dualnym pochodzeniu pierwotnych komórek pęcherzykowych. Zaobserwowano bowiem, że sznury rdzeniowe przechodzące do warstwy rdzeniowej jajnika w różnym stopniu kontaktują się z kanalikami sieci jajnika, których to komórki mają otwarty dostęp do komórek linii płciowej i podobnie jak komórki sznurów korowych mogą układać się wokół oogonii i przekształcać w komórki pęcherzykowe.
Celem projektu badawczego jest zweryfikowanie hipotez, poprzez realizację trzech zadań badawczych, obejmujących analizę ultrastrukturalną i immunohistochemiczną komórek sznurów płciowych i kanalików sieci jajnika oraz ocenę ich relacji z komórkami linii płciowej w rozwoju prenatalnym kota domowego.
Pierwsze zadanie badawcze zakłada przeprowadzenie analizy czasowej i przestrzennej rozwijających się sznurów rdzeniowych jajnika, od momentu ich powstania w okresie zarodkowym, poprzez wchodzenie w kontakt z siecią jajnika, do momentu dezintegracji i zaniku pod koniec okresu prenatalnego. Zadanie to ma na celu m.in. ustalenie, kiedy sznury rdzeniowe przechodzą do rdzenia jajnika i tracą integralność, a następnie rozpadają się na mniejsze skupiska komórkowe. Ponadto wyjaśniona zostanie kwestia czy komórki sznurów płciowych są izolowane od zrębu jajnika przez błonę podstawną, co pozwoli wnioskować o otwartym dostępie komórek sznurów płciowych do komórek pochodzenia śródnerczowego, w tym komórek sieci jajnika.
Drugie zadanie badawcze obejmuje analizę czasową i przestrzenną rozwijających się sznurów korowych jajnika, od momentu ich powstania w okresie płodowym, poprzez różnicowanie, do momentu dezintegracji i przemiany w pierwotne pęcherzyki jajnikowe. Badania zaplanowane w drugim zadaniu mają na celu ustalenie czasu i sposobu rekrutowania komórek nabłonka powierzchniowego do sznurów korowych, które przypuszczanie są izolowane od zrębu jajnika przez błonę podstawną. Ponadto wyniki badań pozwolą ustalić, czy sznury korowe do końca okresu prenatalnego zachowują integralność i pozostają w ciągłości z nabłonkiem powierzchniowym jajnika, oraz jaki jest udział komórek sznurów korowych w powstawaniu pierwotnych pęcherzyków jajnikowych.
Trzecie zadanie badawcze zakłada przeprowadzenie analizy czasowej i przestrzennej rozwijających się kanalików sieci jajnika, w trakcie przemian strukturalnych warstwy rdzeniowej jajnika. Badania prowadzone w ramach trzeciego zadania pozwolą ustalić czy kanaliki sieci jajnika wnikające do warstwy rdzeniowej jajnika przez wnękę, pozostają w jego strukturze aż do końca okresu prenatalnego oraz czy komórki nabłonkowe kanalików sieci jajnika kontaktują się z komórkami płciowymi sznurów rdzeniowych i ostatecznie różnicują w komórki pęcherzykowe.
W projekcie zaplanowano: (1) wykonanie trójwymiarowych rekonstrukcji z przekrojów jajników na seryjnych preparatach histologicznych w programie AMIRA® (Thermo Fisher Scientific)
Wcześniejsze badania przeprowadzone m.in. u kota domowego dały przesłanki do twierdzenia o dualnym pochodzeniu pierwotnych komórek pęcherzykowych. Zaobserwowano bowiem, że sznury rdzeniowe przechodzące do warstwy rdzeniowej jajnika w różnym stopniu kontaktują się z kanalikami sieci jajnika, których to komórki mają otwarty dostęp do komórek linii płciowej i podobnie jak komórki sznurów korowych mogą układać się wokół oogonii i przekształcać w komórki pęcherzykowe.
Celem projektu badawczego jest zweryfikowanie hipotez, poprzez realizację trzech zadań badawczych, obejmujących analizę ultrastrukturalną i immunohistochemiczną komórek sznurów płciowych i kanalików sieci jajnika oraz ocenę ich relacji z komórkami linii płciowej w rozwoju prenatalnym kota domowego.
Pierwsze zadanie badawcze zakłada przeprowadzenie analizy czasowej i przestrzennej rozwijających się sznurów rdzeniowych jajnika, od momentu ich powstania w okresie zarodkowym, poprzez wchodzenie w kontakt z siecią jajnika, do momentu dezintegracji i zaniku pod koniec okresu prenatalnego. Zadanie to ma na celu m.in. ustalenie, kiedy sznury rdzeniowe przechodzą do rdzenia jajnika i tracą integralność, a następnie rozpadają się na mniejsze skupiska komórkowe. Ponadto wyjaśniona zostanie kwestia czy komórki sznurów płciowych są izolowane od zrębu jajnika przez błonę podstawną, co pozwoli wnioskować o otwartym dostępie komórek sznurów płciowych do komórek pochodzenia śródnerczowego, w tym komórek sieci jajnika.
Drugie zadanie badawcze obejmuje analizę czasową i przestrzenną rozwijających się sznurów korowych jajnika, od momentu ich powstania w okresie płodowym, poprzez różnicowanie, do momentu dezintegracji i przemiany w pierwotne pęcherzyki jajnikowe. Badania zaplanowane w drugim zadaniu mają na celu ustalenie czasu i sposobu rekrutowania komórek nabłonka powierzchniowego do sznurów korowych, które przypuszczanie są izolowane od zrębu jajnika przez błonę podstawną. Ponadto wyniki badań pozwolą ustalić, czy sznury korowe do końca okresu prenatalnego zachowują integralność i pozostają w ciągłości z nabłonkiem powierzchniowym jajnika, oraz jaki jest udział komórek sznurów korowych w powstawaniu pierwotnych pęcherzyków jajnikowych.
Trzecie zadanie badawcze zakłada przeprowadzenie analizy czasowej i przestrzennej rozwijających się kanalików sieci jajnika, w trakcie przemian strukturalnych warstwy rdzeniowej jajnika. Badania prowadzone w ramach trzeciego zadania pozwolą ustalić czy kanaliki sieci jajnika wnikające do warstwy rdzeniowej jajnika przez wnękę, pozostają w jego strukturze aż do końca okresu prenatalnego oraz czy komórki nabłonkowe kanalików sieci jajnika kontaktują się z komórkami płciowymi sznurów rdzeniowych i ostatecznie różnicują w komórki pęcherzykowe.
W projekcie zaplanowano: (1) wykonanie trójwymiarowych rekonstrukcji z przekrojów jajników na seryjnych preparatach histologicznych w programie AMIRA® (Thermo Fisher Scientific)
(2) analizę mikro – i ultrastruktury komórek sznurów płciowych i kanalików sieci jajnika w mikroskopie świetlnym i elektronowym mikroskopie transmisyjnym (LM i TEM), (3) oznaczenie komórek linii płciowej oraz komórek sznurów płciowych podlegających apoptozie na skrawkach histologicznych w mikroskopie świetlnym
(4) immunolokalizację połączeń międzykomórkowych w sznurach płciowych i w sieci jajnika na skrawkach ultracienkich w TEM. Do badań wykorzystane zostaną jajniki pobrane pośmiertnie od zarodków i płodów kota domowego, w wieku od 24 do 63 dnia p.c. tj. do końca okresu prenatalnego (minimum 60 osobników). Materiał będzie pozyskany od samic poddanych ovariohisterektomi i dostarczony z klinik weterynaryjnych na terenie Poznania. Badania będą prowadzone w co najmniej pięciu stadiach rozwojowych na materiale pochodzącym od osobników z różnych miotów. Dla każdej z metod badawczych zostaną wykonane minimum trzy powtórzenia. Zgodnie z polskim prawem i dyrektywą unijną (nr 2010/63/UE) badania zaplanowane w projekcie nie wymagają zgody Lokalnej Komisji Etycznej w Poznaniu.
Abstract (EN)
The key processes occurring during morphogenesis of the mammalian ovary are somatic cell differentiation, germ cell maturation, and the formation of primary ovarian follicles. In this regard, there are hypotheses in the literature pointing to various origins of follicle cells, such as mesothelial epithelial cells recruited to the genital cords, ovarian interstitial/epithelial cells, and epithelial cells of the tubules of rete ovarii, which are developmental remnants of the mesonephros, which become atrophied as the female gonads develop.
Previous studies carried out in the domestic cat, among others, have given rise to the claim of a dual origin of the primary follicular cells. It has been observed that cortical cords passing into the medullary layer of the ovary to a varying degree contact the tubules of the rete ovarii, whose cells have open access to the germline cells and, like the cortical cord cells, can arrange themselves around the oogonia and transform into follicular cells.
This research project aims to verify the research hypotheses by performing three research tasks, including ultrastructural and immunohistochemical analysis of germline cells and tubules of rete ovarii and assessing their relationship with germline cells in the prenatal development of the domestic cat.
The first research task involves a temporal and spatial analysis of the developing ovarian medullary cords, from their formation in the embryonic period, through their contact with the ovarian network, to their disintegration and disappearance at the end of the prenatal period. This task is intended to determine, among other things, when the medullary cords pass into the ovarian medulla and lose their integrity and disintegrate into smaller cell clusters. In addition, it will be clarified whether the medullary cord cells are isolated from the ovarian stroma by the basement membrane, thus inferring open access of medullary cord cells to cells of mesonephric origin, including the cells of the rete ovarii.
The second research task involves a temporal and spatial analysis of the developing cortical cords of the ovary, from their formation in the fetal period, through differentiation, to their disintegration and transformation into primary ovarian follicles. The research scheduled in the second task aims to determine when and how surface epithelial cells are recruited to the cortical cords, which are presumably isolated from the ovarian stroma by the basement membrane. In addition, the results will determine whether the cortical cords maintain integrity and are continuous with the ovarian surface epithelium until the end of the prenatal period, and what is the contribution of cortical cord cells to the formation of primary ovarian follicles.
The third research task involves a temporal and spatial analysis of the developing tubules of the rete ovarii as it undergoes a structural transformation of the ovarian medullary layer. Research conducted in the third task will determine whether the tubules of rete ovarii enter the medullary layer of the ovary through the hilum, remain in the ovarian structure until the end of the prenatal period, and whether the epithelial cells of the rete ovarii contact the germ cells of the medullary cords and eventually differentiate into the follicular cells.
The project involves: (1) to perform three-dimensional reconstructions from ovarian sections on serial histological preparations in AMIRA® software (Thermo Fisher Scientific)
Previous studies carried out in the domestic cat, among others, have given rise to the claim of a dual origin of the primary follicular cells. It has been observed that cortical cords passing into the medullary layer of the ovary to a varying degree contact the tubules of the rete ovarii, whose cells have open access to the germline cells and, like the cortical cord cells, can arrange themselves around the oogonia and transform into follicular cells.
This research project aims to verify the research hypotheses by performing three research tasks, including ultrastructural and immunohistochemical analysis of germline cells and tubules of rete ovarii and assessing their relationship with germline cells in the prenatal development of the domestic cat.
The first research task involves a temporal and spatial analysis of the developing ovarian medullary cords, from their formation in the embryonic period, through their contact with the ovarian network, to their disintegration and disappearance at the end of the prenatal period. This task is intended to determine, among other things, when the medullary cords pass into the ovarian medulla and lose their integrity and disintegrate into smaller cell clusters. In addition, it will be clarified whether the medullary cord cells are isolated from the ovarian stroma by the basement membrane, thus inferring open access of medullary cord cells to cells of mesonephric origin, including the cells of the rete ovarii.
The second research task involves a temporal and spatial analysis of the developing cortical cords of the ovary, from their formation in the fetal period, through differentiation, to their disintegration and transformation into primary ovarian follicles. The research scheduled in the second task aims to determine when and how surface epithelial cells are recruited to the cortical cords, which are presumably isolated from the ovarian stroma by the basement membrane. In addition, the results will determine whether the cortical cords maintain integrity and are continuous with the ovarian surface epithelium until the end of the prenatal period, and what is the contribution of cortical cord cells to the formation of primary ovarian follicles.
The third research task involves a temporal and spatial analysis of the developing tubules of the rete ovarii as it undergoes a structural transformation of the ovarian medullary layer. Research conducted in the third task will determine whether the tubules of rete ovarii enter the medullary layer of the ovary through the hilum, remain in the ovarian structure until the end of the prenatal period, and whether the epithelial cells of the rete ovarii contact the germ cells of the medullary cords and eventually differentiate into the follicular cells.
The project involves: (1) to perform three-dimensional reconstructions from ovarian sections on serial histological preparations in AMIRA® software (Thermo Fisher Scientific)
(2) micro-and ultrastructure analysis of germline cells and tubules of the rete ovarii by light microscopy and transmission electron microscopy (LM and TEM)
(3) determination of germline cells and germline cells undergoing apoptosis on histological sections by light microscopy
(4) immunolocalization of intercellular junctions in the sex cords and tubules of the rete ovarii on ultrathin sections by TEM. Ovaries collected post-mortem from domestic cat embryos and fetuses aged between 24 and 63 days B.C., i.e., until the end of the prenatal period (minimum 60 individuals) will be used for this study. The material will be collected from females undergoing ovariohysterectomy and delivered from veterinary clinics in Poznań. The research will be conducted in at least five developmental stages on material from individuals of different litters. For each research method, a minimum of three repeats will be performed. In accordance with Polish law and the EU directive (no 2010/63 / EU) the research did not require the consent of the Local Ethical Committee in Poznan.