Стволовые клетки Лейдига человека, положительные на эндосилиан, имеют высокий потенциал к развитию тестостерон-продуцирующих клеток Лейдига

Эндосилиан является более специфичным маркером стволовых клеток Лейдига человека по сравнению с альфа-рецептором тромбоцитарного фактора роста (PDGFR-α) и рецептором фактора роста нервов (NGFR), сообщают специалисты из Университета Сунь Ятсена в Китае. Дальнейшее изучение первичных клеток яичка, положительных на эндосилиан, может способствовать разработке новых методов лечения гипогонадизма.

Клетки Лейдига, расположенные в интерстициальной ткани яичек, в первую очередь ответственны за продукцию тестостерона. Мужской гипогонадизм развивается, когда клетки Лейдига теряют способность поддерживать уровень тестостерона в сыворотке крови на определенном уровне вследствие врожденных или приобретенных заболеваний.

Применение экзогенного тестостерона (заместительная тестостероновая терапия, ЗТТ) является наиболее распространенным методом лечения гипогонадизма и помогает устранить многие симптомы, развитие которых обусловлено низким уровнем тестостерона. Однако ЗТТ может вызывать множество побочных эффектов, в частности полицитемию, апноэ во сне, бесплодие и повышенный риск сердечно-сосудистых событий.

Стволовые клетки Лейдига (СКЛ), способные трансформироваться в продуцирующие тестостерон клетки Лейдига путем дифференцировки и пролиферации, могут играть критическую роль в поддержании гомеостаза клеток Лейдига в яичках взрослых мужчин. В лабораторных исследованиях СКЛ были успешно изолированы из семенников грызунов, затем размножены и дифференцированы in vitro. Специалисты полагают, что трансплантация СКЛ является многообещающим методом лечения гипогонадизма.

Но, в отличие от СКЛ грызунов, СКЛ человека еще недостаточно охарактеризованы — главным образом из-за отсутствия эффективных методов их изоляции из тканей яичка. Таким образом, в настоящее время существует острая потребность в практических методах идентификации и выделения СКЛ человека.

Ранее китайские специалисты из Университета Сунь Ятсена уже сообщали о выделении предполагаемой популяции СКЛ методом проточной цитометрии. В качестве маркера клеток авторы использовали поверхностный рецептор фактора роста нервов (NGFR). В аналогичном исследовании голландские специалисты (Eliveld et al.) изолировали популяцию СКЛ из тканей яичка человека путем идентификации альфа-рецептора тромбоцитарного фактора роста (PDGFRa). Отсортированные клетки проявляли свойства мезенхимальных стволовых клеток и были способны дифференцироваться в стероидогенные клетки с характеристиками клеток Лейдига. Но поскольку было установлено, что NGFR также экспрессируется на поверхности пахитенных сперматоцитов и круглых сперматид, а PDGFRa — на поверхности зрелых клеток Лейдига, проблема получения «чистой популяции» СКЛ осталась нерешенной.

Эндосиалин, также называемый CD248, представляет собой трансмембранный гликопротеин I типа, повсеместно экспрессируемый в нормальных соматических тканях и в период эмбрионального развития. Он также экспрессируется в мезенхимальных и раковых стволовых клетках, что указывает на то, что он может быть использован в качестве маркера стволовых клеток. Однако паттерн экспрессии эндосилиана в тканях яичка еще предстоит определить.

В новом исследовании китайские специалисты оценили возможность использования CD248 в качестве маркера СКЛ человека, а также выяснили, можно ли дифференцировать выделенные клетки, положительные на эндосилиан (CD248+), в продуцирующие тестостерон клетки Лейдига in vitro и in vivo.

Для начала авторы повторно изучили специфичность применения PDGFRα и NGFR в качестве маркеров СКЛ в тканях яичка взрослого человека. Затем проанализировали данные секвенирования единичных клеток и обнаружили, что эндосилиан может быть использован для идентификации СКЛ.

Клетки яичка, положительные на эндосилиан, были отсортированы из тестикулярной ткани, полученной от четырех мужчин-доноров, с помощью проточной цитометрии. Чтобы изучить потенциал CD248+ клеток к дифференцировке in vitro, их культивировали в специальной индуцирующей дифференцировку среде. Для определения регенеративного потенциала in vivo клетки трансплантировали в яички 3-недельных иммунодефицитных мышей.

Результаты исследования показали, что эндосилиан является более специфичным маркером СКЛ по сравнению с PDGFRα и NGFR. Выделенные из тканей яичка человека CD248+ клетки демонстрировали высокий потенциал к пролиферации in vitro: их способность к самообновлению выражалась в формировании сферических клонов из одной клетки. Кроме того, in vitro отсортированные клетки могли дифференцироваться в функциональные, продуцирующие тестостерон клетки Лейдига, в ответ на воздействие лютеинизирующего гормона. Обнаруженная способность клеток к самообновлению и дифференцировке подтвердила, что CD248+ клетки являются стволовыми.

Исследование in vivo показало, что трансплантированные CD248+ клетки колонизировали семенники мышей-хозяев, заметно пролиферировали и частично дифферинцировались в тестостерон-продуцирующие клетки Лейдига.

Работа была опубликована в журнале Human Reproduction.

Источник: Xia K, Ma Y, Feng X, Deng R, Ke Q, Xiang AP, Deng C. Endosialin defines human stem Leydig cells with regenerative potential. Hum Reprod. 2020 Sep 20:deaa174. doi: 10.1093/humrep/deaa174. Epub ahead of print. PMID: 32951040.