Репродуктивные эффекты нокаута гена фактора некроза опухолей (TNF) у мышей


https://doi.org/10.18699/VJ15.052

Полный текст:


Аннотация

Фактор некроза опухолей (TNF) является мультифункциональным цитокином, который играет важную роль в гомеостазе. При повышенных концентрациях этот цитокин может вызывать различные патофизиологические процессы, в частности негативно влиять и на разные звенья репродуктивного процесса. В физиологических концентрациях TNF обеспечивает поддержание баланса между апоптозом и выживаемостью мужских гамет. Широкое применение системной блокировки TNF при лечении ряда аутоиммунных заболеваний ставит вопрос о возможных последствиях такой терапии для репродуктивных функций человека. В данной работе у мышей с нокаутом TNF (TNF-/-) были исследованы: поведенческие взаимодействия самцов с самками, сперматогенез, фертильная эффективность самцов и особенности эмбрионального развития потомков. Результаты репродуктивного фенотипирования мышей с нокаутом гена TNF показали, что данный цитокин вовлечен в регуляцию полового поведения, сперматогенеза, пре- и постимплантационного развития потомков. Полный генетический нокаут гена TNF снижает репродуктивную эффективность мышей, что выражается в меньшем числе жизнеспособных эмбрионов при внутрилинейных скрещиваниях особей TNF-/- по сравнению с таковыми при скрещиваниях животных дикого типа TNF+/+. Причиной меньшей плодовитости является увеличение доимплатационных эмбриональных потерь при внутрилинейных скрещиваниях мышей линии TNF-/-. В свою оче­редь доимплантационные потери у самок TNF-/- могут быть обусловлены азоспермией у самцов этого генотипа. Кроме того, исследованные генотипы различаются по чувствительности репродуктивной функции к стимулирующему влиянию самок. Взаимодействие с самками увеличивало концентрацию сперматозоидов в эпидидимисах самцов обеих генетических линий, при­чем наиболее выраженно – у особей с нокаутом по гену TNF, что приводило к увеличению в эпидидимисах незрелых форм сперма­тозоидов. Полученные данные свидетельствуют о том, что сниженная экспрессия TNF может быть одной из причин бесплодия, а также указывают на возможные механизмы этого явления.

Об авторах

С. О. Масленникова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Г. В. Концевая
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


М. А. Золотых
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


М. В. Анисимова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Н. А. Феофанова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


М. П. Мошкин
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


С. А. Недоспасов
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта, Москва, Россия Московский государственный университет им. Ломоносова, Москва, Россия
Россия


Л. А. Герлинская
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия


Список литературы

1. Астраханцева И.В., Ефимов Г.А., Друц­кая М.С., Круглов А.А., Недоспасов С.А. Современная антицитокиновая терапия аутоиммунных заболеваний. Биохимия. 2014;12:1605-1616.

2. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой. М.: Медицина, 1982.

3. Друцкая М.С., Ефимов Г.А., Зварцев Р.В., Чащина А.А., Чудаков Д.М., Тиллиб С.В., Круглов А.А., Недоспасов С.А. Экспериментальные модели артрита, патогенез которых связан c экспрессией фактора некроза опухолей (TNF). Биохимия. 2014;12:16481656.

4. Agarwal A., Sharma R.K., Nelson D.R. New semen quality scores developed by principal component analysis of semen characteristics. J. Androl. 2003;24(3):343-352.

5. Bulletti C., Flamigni C., Giacomucci E. Reproductive failure due to spontaneous abortion and recurrent miscarriage. Hum. Reprod. Update. 1996;2( 2):P.118-1

6. Grivennikov S.I., Tumanov A.V., Liepinsh J., Kruglov A.A., Marakusha I., Shakhov A.N., Murakami T., Druts­kaya L.N., Förster I., Clausen B.E., Tessarollo L., Ryffel B., Kuprash D.V., Nedospasov S.A. Distinct and nonredundant in vivo functions of TNF produced byt cells and macrophages/neutrophils: protective and deleterious effects. Immunity. 2005;22(1):93-104.

7. Holdcraft R.W., Braun R.E. Hormonal regulation of spermatogenesis. Intern. J. Androl. 2004;27:335-342.

8. McLachlan R.I., Wreford N.G., Meachem J., De Kretser D.M., Robertson D.M. Effects of testosterone on spermatogenic cell populations in the adult rat. Biol. Reprod. 1994;51(5):945-955.

9. Moshkin M.P., Gerlinskaya L.A., Evsikov V.I. The role of the immune system in behavioural strategies of reproduction. J. Reprod. Dev. 2000;46:341-365.

10. Pentikäinen V., Erkkilä K., Suomalainen L., Otala M., Pentikäinen M.O., Parvinen M., Dunkel L. TNF alpha down-regulates the Fasligand and inhibits germ cell apoptosis in the human testis J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001;86(9):4480-4488

11. Perdichizzi A., Nicoletti F., La Vignera S., Barone N., D’Agata R., Vicari E., Calogero A. Effects of tumour necrosis factor-α on human sperm motility and apoptosis. J. Clin. Immunol. 2007;27:341-365.

12. Pérez C.V., Theas M.S., Jacobo P.V., Jarazo-Dietrich S., Guazzone V.A., Lustig L. Dual role of immune cells in the testis. Spermatogenesis. 2013;3(1):e23870. DOI: 10.4161

13. Perry G., Cash A.D., Smith M.A. Alzheimer disease and oxidative stress. J. Biomed. Biotechnol. 2002;2(3):120-123.

14. Prather A.A., Rabinovitz M., Pollock B.G., Lotrich F.E. Cytokine-induced depression during IFN-alpha treatment: the role of IL-6 and sleep quality. Brain Behav. Immun. 2009;23(8):1109-1116. DOI: 10.1016/j.bbi.2009

15. Raison C.L., Rye D.B., Woolwine B.J., Vogt G.J., Bautista B.M., Spivey J.R., Miller A.H. Chronic interferon-alpha administration disrupts sleep continuity and depth in patients with hepatitis C: association with fatigue, motor slowing, and increased evening cortisol. Biol. Psychiatry. 2010;15(10):942-949. DOI: 10.1016/j.biopsych.2010

16. Ramón M., Soler A.J., Ortiz J.A., García-Alvarez O., Maroto-Morales A., Roldan E.R.S., Garde J.J. Sperm population structure and male fertility. Biol. Reprod. 2013;7(89):110.

17. Riccioli A., Starace D., D’Alessio A., Starace G., Padula F., De Cesaris P., Filippini A., Ziparo E. TNF-alpha and IFN-gamma regulate expression and function of the Fas system in the seminiferous epithelium. J. Immunol. 2000;15(165):743-749.

18. Suh J.H., Gong E.Y., Hong C.Y., Park E., Ahn R.S., Park K.S., Lee K. Reduced testicular steroidogenesis in tumor necrosis factor-alpha knockout mice. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2008;112(1/3): 117-121.

19. Sultan B., May L.A., Lane A. P. The role of TNF-α in inflammatory olfactory loss. Laryngoscope. 2011;121(11):2481-2486.

20. Suominen J.S., Wang Y., Kaipia A., Toppari J. Tumor necrosis factoralpha (TNF-alpha) promotes cell survival during spermatogenesis, and this effect can be blocked by infliximab, a TNF-alpha antagonist. Eur. J. Endocrinol. 2004;151(5):629-640.

21. Theas M.S., Rival C., Jarazo-Dietrich S., Jacobo P., Guazzone V.A., Lustig L. Tumour necrosis factor-a released by testicular macrophages induces apoptosis of germ cells in autoimmune orchitis. Hum. Reprod. 2008;23(8):1865-1872.

22. Wosnitzer M., Goldstein M., Hardy M.P. Review of Azoospermia. Spermatogenesis. 2014;31(4):e28218.

23. Wride M.A., Sanders E.J. Potential roles for tumour necrosis factor alpha during embryonic development. Anat. Embryol. (Berl). 1995;191(1):1-10.

24. Zalcman S.S., Siegel A. The neurobiology of aggression and rage: role of cytokines. Brain Behav. Immun. 2006;20(6):507-514.


Дополнительные файлы

Просмотров: 236

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)