CC BY
11
Морфофункциональная характеристика яичника уток кросса Благоварский в период начала полового созревания. Роль гена SRC в регуляции гистогенеза
Л.Ю. Топурия, д.б.н., профессор, ГМ. Топурия, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; ДА. Боков, н.с., ФГБОУ ВО Оренбургский ГМУ
Процесс полового созревания самок домашних птиц — малоизученный этап онтогенеза в аспекте верификации конкретных механизмов регуляции органодифференцировки половых желёз. При этом нуждается в уточнении весь комплекс факторов тканевой динамики яичников и её прогрессивной интенсификации, формирования ово-соматических гистионов, вступления фолликулов в большой рост, их селекции и атретической трансформации. Тканеэлементный состав яичников птиц (прежде всего коркового вещества и его интер-стиция) обусловливает характерно сложные гисто-генетические взаимоотношения тканей в процессе становления необходимых регуляторных условий фолликулогенеза и особенностей репродуктивной активности, в том числе с учётом вида и кросса. В разработке данной проблемы наиболее актуален сравнительно-морфологический анализ развития яичника птиц и его тканевой дифференцировки для установления эволюционных и экологических приспособлений размножения птиц как класса позвоночных. Это имеет большое практическое значение при формулировке новых подходов и обогащении теории управления воспроизводительными свойствами домашней птицы [1 — 3].
Кроме того, практический интерес представляют и параметры фолликулогенеза в яичниках домашних птиц, как комплекс критериев полноценной реализации закономерностей полового созревания и наступления половой зрелости. Параметры фолликулогенеза, являясь интегральным показателем становления репродуктивной активности, полностью определены всем ходом развития яичника и контролируются механизмами гистогенеза (пролиферация, дифференцировка, миграция, интеграция, апоптоз и некоторые другие) на основе функциональной активности конкретных генов. Регуляторная роль многих генов в названных про-
цессах развития яичников птиц ещё не установлена или мало понятна.
К таким генам относится ген SRC, который впервые обнаружен в геноме ретровируса, вызывающего саркому Роуса у кур. Позже данный ген получил обозначение v-SRC, в сравнении с геном c-SRC, входящим в состав генома позвоночных (млекопитающих и птиц) [10]. На сегодняшний день ген c-SRC считается протоонкогеном. Доказана его роль в индукции колоректального рака [10, 11]. Увеличение копий гена SRC в геноме обусловливает интенсификацию пролиферативной активности клеток, способствует повышению их выживаемости (как эффект, противоположный апоптозу), усиливает адгезивные свойства поверхности клеток [12, 13]. Всё перечисленное соответствует обычным характеристикам опухолевых клеток.
Несмотря на уже показанные эффекты функциональной активности гена SRC не установлена его регуляторная роль. Её вероятная историческая обусловленность и контроль механизмов гистогенеза нуждаются в обосновании и получении новых фактов. Экспрессия гена SRC в тканевых элементах яичника птиц на этапе начала полового созревания изучена недостаточно.
Цель исследования — определить параметры органогенеза и становления герминативной функции яичников уток кросса Благоварский в период начала полового созревания; оценить объём гистогенети-ческих процессов для различных тканевых систем яичника в связи с уровнем экспрессии гена SRC.
Материал и методы исследования. Работу выполнили, изучая половые железы бройлерных уток кросса Благоварский (N=30): самок в возрасте 120 сут. — в период начала полового созревания [4]. Физиологическое состояние животных характеризовалась нормальными показателями функциональных, метаболических процессов и гомеостаза крови [5]. Уток содержали в условиях технологического процесса откорма на птицефабрике ЗАО «Птице-совхоз «Родина»» (пос. Роднинский, Сорочинский р-н, Оренбургская область). После рандомного
формирования выборки животных осуществляли верификацию параметров экстерьерной и инте-рьерной морфометрии.
Для гистологических и иммуногистохимических (ИГХ) исследований половые железы подготовили в соответствии со стандартным протоколом. Наборы ИГХ использовались для парафиновых срезов. Серийные срезы для обзорного светооптического анализа окрашивались гематоксилином Майера и эозином с последующей количественной оценкой особенностей тканевой динамики. Для этого использовали окулярную сетку Автандилова с количеством точек плотности, равным 225. Статистическую обработку производили с установленным уровнем значимости, не превышающим 5%.
Для постановки иммуногистохимической реакции использовали набор реактивов фирмы SantaCruzBiotech. Inc. (США). Изображение микроскопических объектов получили с помощью фотонасадки и микроскопа Microoptix (Австрия).
Результаты исследования. Выборочно сформированная для исследования группа утят характеризовалась сравнительной однородностью в распределении массы тела (табл.). Изменчивость данного параметра была незначительной. Весовые показатели были довольно высокими. Очевидно, что стандартизированная технология содержания утят была адекватна биологии кросса и соответствовала требованиям эффективного потенцирования развития животных. В возрасте 120 сут. все утки данной выборки оказались неполовозрелыми. В их яичниках отсутствовали созревающие фолликулы. При этом становление фолликулогенеза характеризовалось интенсивным вступлением фолликулов в большой рост и прогрессивным их развитием.
При обзоре тотальных срезов яичников в плоскости их наибольшего сечения можно наблюдать множество растущих фолликулов самых разных размеров (рис. 1). Очевидно, что формирование ово-соматических гистионов здесь давно завершено, незрелых структур нет, а динамика развития фолликулов характеризуется прогрессивным нарастанием доли фолликулов на далеко зашедших стадиях дифференцировки. В корковом веществе яичников наблюдались и атретические тела различных типов фолликулов (рис. 2). Возможность перехода развивающегося фолликула на путь атрезии свидетельствует уже об активности механизмов селекции ово-соматических гистионов. Доля покоящихся фолликулов была незначительной (табл., рис. 3), что выражает конкретный уровень ограничения репродуктивных возможностей при заданном количестве герминативных сруктур. Учёт абсолютного количества фолликулов в яичнике позволит спрогнозировать период репродуктивной активности бройлерных уток кросса Благоварский.
В целом данные по динамике фолликулогенеза позволяют сделать обоснованное суждение об этапе репродуктивного онтогенеза уток в возрасте 120
Рис. 1 - Яичник утки в возрасте 120 суток. Множество растущих фолликулов.Окраска: гематоксилин Майера и эозин. Увел.: х100
Рис. 2 - Атрезирующий фолликул (звёздочка). Железистое атретическое тело (стрелка). Увел.: х 100
Морфометрическая характеристика развития яичника уток кросса Благоварский в период начала полового созревания (120 сут.)
Параметр X± Sx CV±m_CV,%
Масса тела, г 2804,2±58,5 7,2±1,5
Масса яичника, мг 958,2±82,5 28,6±6,2
Индекс яичника, мг/г 0,348±0,050 47,2±10,3
Доля покоящихся фолликулов по отношению к фолликулам, вступившим в большой рост, % 4,9±2,1 16,6±5,2
Соотношение объёмов стромы и фолликулярного аппарата яичника, доли 0,916±0,143 85,3±11,0
сут. и охарактеризовать его как этап интенсивного полового созревания при постоянном увеличении доли крупных растущих фолликулов.
Следует подчеркнуть, что половое созревание уток кросса Благоварский связано с выраженной неоднородностью группы по количественным признакам
Рис. 3 - Покоящиеся фолликулы. Окраска: гематок- Рис. 4 - Мозговое вещество яичника с многочисленны-силин Майера и эозин. Увел.:*600 ми сосудами. Окраска: гематоксилин Майера
и эозин.Увел.: х200
органогенеза яичников. Это также характеризует группу как неполовозрелую, особи которой находятся на этапе полового созревания, которое не может у всех идти с одинаковой скоростью. В частности, при сравнительном постоянстве массы тела в группе индекс яичника характеризуется значительным уровнем вариабельности собственного параметра. Кроме того, по данным таблицы видно, что объёмные плотности фолликулярного аппарата и стромы яичников соотносятся почти как 1:1: стромы лишь на 10% меньше, чем герминативных структур.
Такое соотношение паренхимы и стромы всегда является признаком развивающегося органа и не отражает дефинитивный уровень паренхимо-стромальных корреляций. На рисунке 4 представлен участок мозгового вещества с сильным развитием элементов межуточных структур: сосудов, соединительнотканных волокон, скоплений лимфоцитов.
В период полового созревания тканевые элементы яичников активно перестраиваются в связи с интенсивными процессами пролиферации, дифференцировки, апоптоза. В процессе орга-
ногенеза половых желёз увеличивается их объём и масса — идёт рост.
Анализ экспрессии гена SRC в тканевых элементах яичника уток кросса Благоварский в период начала полового созревания показал, что высокий уровень функциональной активности гена наблюдался в тканях фолликулярной оболочки растущих фолликулов (фолликулярный эпителий, гладкомышечные элементы, соединительнотканные клетки, стенка сосудов сосудистой оболочки) (рис. 5), а также в клетках зачаткового эпителия на поверхности органа (рис. 6).
Интересным является факт иммунонегативно-сти к белковым продуктам гена SRC всех тканевых компонентов покоящихся фолликулов (рис. 6). В покоящихся фолликулах покрышка не сформирована, а фолликулярный эпителий представлен одним слоем (рядом) плоских эпителиоцитов. Все названные структуры покоящихся фолликулов гистогенетически инертны.
Показанные особенности распределения меток взаимодействующих комплексов антиген-антитело
Рис. 5 - Яичник утки. Высокий уровень экспрессии гена SRC в текальной оболочке растущего фолликула. ИГХ-реакция. Увел.: х400
Рис. 6 - Яичник утки. Иммунонегативная реакция при выявлении гена SRC в фолликулярной оболочке первичных фолликулов. Выявление ИГХ-меток экспрессии гена SRC в герминативном эпителии (стрелка). Увел.: х200
в тканях яичников уток соответствует активной трансформации половых желёз в процессе полового созревания и дифференцировке герминативных структур, увеличению объёма органов. Если в фолликулярном и зачатковом эпителиях процесс пролиферации и дифференцировки идут очень активно и равномерно интенсивно (в соответствии с ИГХ-данными), то строма яичников окрашивается неравномерно. Лишь в отдельных локалитетах заметны метки активности гена SRC. Это вполне соотносится с предположением о гетерохронном развитии структур яичника и с уровнем вариабельности объёмной плотности стромы (табл.).
Вывод. Полученные в настоящем исследовании факты о параметрах, динамике и структурных условиях фолликулогенеза в яичнике уток кросса Благоварский однозначно определяют этап индивидуального развития животных в возрасте 120 сут. Это период начала полового созревания, когда до 95% всех фолликулов вступают в большой рост. Отсутствие созревающих фолликулов, высокий уровень изменчивости параметров тканевой динамики, значительный объём стромы — морфологические признаки органа, который ещё не завершил диф-ференцировку собственной структуры.
В связи с имеющимися в литературе данными относительно функциональной роли фосфорили-рующих тирозинкиназ — белковых продуктов гена SRC [6 — 9], новые данные проведённого исследования подтверждают регуляторное значение гена SRC. Высокий уровень экспрессии гена наблюдается в активно трансформирующихся тканях органов на этапе их прогрессивной дифференцировки — роста и развития. Сравнительно-морфологические данные относительно тканевой динамики в связи с функциональной активностью гена SRC позволяют обобщить его эволюционное значение и в дальнейшем определить биологический смысл па-тогномоничной роли экспрессии рассматриваемого
гена при индукции неопластических процессов дефинитивных тканей.
Литература
1. ЖитенкоН.В. Морфологическая дифференциация яичника индейки в различные периоды онтогенеза: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Екатеринбург, 2007. 19 с.
2. КротоваЕА. Постэмбриональньш органогенез репродуктивной системы перепелов в связи со становлением органов иммуногенеза: автореф. дисс. ... канд. вет. наук. М., 2016. 20 с.'
3. Семеш-ш-ша Н.М., Жуков В.М. Развитие яичников у кур-несушек под влиянием мелавита // Ветеринарная медицина.
2014. №6. - С, 111-116.
4. Боков Д.А. Формирование микроокружения и перестройка лимфоидной ткани в системе сумка Фабрициуса — селезёнка — железа Гардера в определении структурных свойств адаптивного диапазона модулирования В-иммунитета / Д.А. Боков, А.А. Стадников, Е.А. Дьяконова, JI.C. Антимо-нова, Л.Ю. Топурия // Ветеринария. 2013. № 2. - С. 49 - 52.
5. Топурия Л.Ю. Гермивит и развитие утят кросса Благоварский (функционально-метаболический аспект) / Л.Ю. Топурия, Е.А. Дьяконова, Л.С. Антимонова, Д.А. Боков // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. №6 (38). С. 100 —102.
6. Боков Д.А. Экспрессия гена SRC в эпителиоцитах железы Гардера при инволюции сумки Фабрициуса у птиц // Морфология. 2016. №3. - С, 38.
7. Боков Д.А., Горьков Д.А., Неверова П.С. Неонкогенное значение гена SRC. Регуляция нового тканевого процесса: феномены и условия // XV Всероссийское совещание по эволюционной физиологии: сб. матер. Спб.: ВВМ, 2016. С, 31.
8. Нотова С-.В. Экспрессия гена SRC в трансформирующихся тканях плаценты при влиянии наночастиц меди / С-.В. Нотова, А.А. Слободсков, Д.А. Боков, Е.А. Сизова // Вестник Оренбургского государственного университета. 2016. № 12. — С, 66-74.
9. Топурия Л.Ю., Топурия Г.М., Боков Д.А. Генетический контроль и гистохимическая характеристика перестройки железы Гардера уток в период начала полового созревания // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. №5 (61). С, 89-93.
10. Dehm S.M., Bonliam К. SRC gene expression in human cancer: the role of transcriptional activation // Biochemistry and Cell Biology. 2004. 82. P. 263-274.
11. Sirvent A., Benistant C., Roche S. Oncogenic signaling by tyrosine kinases of the SRC family in advanced colorectal cancer // American Journal of Cancer Research. 2012. № 2 (4). P. 357-371.
12. Parsons S.J., Parsons J.T. SRC family kinases, key regulators of signal transduction // Oncogene. 2004. 23. P. 7906-7909.
13. Roskoski R. Jr. SRC^protein-tyrosine kinase structure, mechanism and small molecule inhibitors // Pharmacological Research.
2015. 94. P. 9-25.
