Как серотонин влияет на развитие эмбриона и что это значит для медицины

Ученые-биологи обнаружили, что серотонин — молекула, которая помогает передавать сигналы между нервными клетками и участвует в различных процессах в организме — на ранних стадиях развития используется для общения клеток друг с другом, начиная со стадии яйцеклетки.

Это значит, что серотонин играет важную роль в созревании женских половых клеток и формировании зародыша.

Полученные данные могут помочь создать новые методы лечения бесплодия и предотвращения гибели эмбрионов.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Серотонин — это вещество в нашем организме, которое выполняет много функций. Оно помогает передавать сигналы между нервными клетками и контролирует некоторые процессы при созревании половых клеток и раннем развитии зародыша.

Исследования показали, что серотонин активирует клетки, окружающие яйцеклетку, и регулирует деление клеток эмбриона. Но пока не совсем понятно, какую роль играет серотонин на ранних этапах развития организма.

Ученые из МГУ и Института биологии развития имени Кольцова исследовали, как работает система транспорта серотонина в клетках на разных этапах созревания яйцеклеток и развития зародыша у мышей.

Для этого они изучили активность генов, которые отвечают за производство серотонина, его рецепторов (молекул, которые воспринимают серотонин) и транспортеров (молекул, переносящих серотонин через мембраны клеток).

Ученые выяснили, что во время созревания яйцеклетки и на первых этапах развития зародыша активно работали гены, которые кодируют рецепторы серотонина.

Также на этих стадиях был активен ген Tph2, который обеспечивает первый этап синтеза серотонина. Это значит, что ранние эмбрионы еще не могут сами производить серотонин, но уже могут реагировать на него. Гены, отвечающие за более поздние этапы производства серотонина, включались позже, когда зародыш состоял уже из восьми клеток.

Ученые с помощью светящихся антител выяснили, что в яйцеклетках мышей и клетках зародыша на ранних стадиях развития накапливается много серотонина. Больше всего его оказалось возле оболочек клеток.

Рецепторы к серотонину располагались по-разному: некоторые находились на оболочке клетки, другие были распределены внутри нее.

Выяснилось, что в яйцеклетках и клетках зародыша серотонин хранится в маленьких пузырьках. Когда поступает сигнал, клетки выпускают серотонин из этих пузырьков в пространство между клетками.

К такому выводу ученые пришли после эксперимента: в яйцеклетках специально заблокировали «транспортер», который загружает серотонин в пузырьки. В результате количество серотонина уменьшилось наполовину.

Наше исследование показало, что процессы с участием серотонина начинаются на ранних стадиях развития млекопитающих. Серотонин важен для созревания яйцеклеток и формирования зародыша. Мы считаем, что эти процессы можно запустить искусственно, чтобы улучшить качество половых клеток и эмбрионов. Это может помочь в лечении бесплодия.

Также мы поняли, что другие сигнальные молекулы могут играть роль в развитии эмбриона и созревании половых клеток. Это значит, что есть много возможностей для новых исследований, — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Денис Никишин, кандидат биологических наук, доцент кафедры эмбриологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Ранее ученые 

17.12.2024