کنترل هورمونی نموی سلول زایشی و اسپرماتوژنز
چکیده
اسپرماتوژنز به طور کامل وابسته به هورمون هیپوفیزی محرک فولیکول (FSH) و آندروژن است که به طور موضعی در پاسخ به هورمونluteinising (LH) تولید می شود. این کنترل دوگانه از دهه 1930 و 1940 شناخته شده است اما کارهای اخیر به ویژه با استفاده از موش های تراریخته، به ما اجازه تعیین اینکه هر قسمت از مسیر اسپرماتوژنی با کدام هورمون تنظیم می شود را داده اند. در طول اولین چرخه اسپرماتوژنز پس از بلوغ، FSH و آندروژن، هردو منجر به محدود شدن موج گسترده آپوپتوز سلول زایشی در این دوره زمانی می شوند. نقش تعیین شده ی FSH در تمام چرخه ها، افزایش تعداد اسپرماتوگونی و به دنبال آن اسپرماتوسیت به همراه تاثیر احتمالی روی تولید اسپرم است. موش های فاقد FSH و یا گیرنده آن، بارور هستند، البته تعداد سلول زایشی در آن ها کاهش یافته است، بنابراین این هورمون، یک تنظیم کننده ضروری برای اسپرماتوژنز نیست، بلکه در بهبود تولید سلول زایشی نقش دارد. به نظر می رسد که آندروژن تکثیر اسپرماتوگونی را تنظیم کرده اما به اسپرماتوسیت ها نیز اجازه تکمیل میوز و تولید اسپرماتید را می دهند. جانوران فاقد گیرنده های آندروژن، موفق به تولید سلول های جنسی پس از میوز نیستند، بنابراین نازا خواهند بود. همچنین شواهد محکمی وجود دارد که آندروژن در تضمین تولید مناسب اسپرم توسط اسپرماتیدهای بالغ نقش دارد. تنظیم آندروژن اسپرماتوژنز، به عمل روی سلول سرتولی بستگی دارد اما پژوهش های اخیر نشان داده اند که تحریک آندروژنی سلول های myoid peritubular، برای توسعه سلول های جنسی طبیعی نیز ضروری است. در حالی که FSH یا آندروژن به تنهایی، منجر به تحریک نموی سلول زایشی می شود، این دو مورد در به حداکثر رساندن تعداد سلول ها زایشی، به صورت سینرژیست عمل می کنند. سایر هورمون ها/ عوامل موضعی که می توانند روند اسپرماتوژنز را تنظیم کنند شامل اکتیوین ها و استروژن ها هستند، هرچند نقش آن ها در تنظیم فیزیولوژیکی طبیعی این فرآیند نیازمند بررسی بیشتر است. تنظیم اسپرماتوژنز در پستانداران به نظر مشابه تنظیم اسپرماتوژنز در جوندگان است، هرچند نقش FSH ممکن است بیشتر باشد. با این که در حال حاضر دانش ما در مورد عملکرد هورمون در طول اسپرماتوژنز به خوبی گسترش یافته، اما هنوز درک کافی از مکانیسم های عمل این هورمون ها در تنظیم فرایند حاضر، وجود ندارد.
مقدمه
نمو و حفظ اسپرماتوژنز در بالغین به شدت به فعالیت هورمون محرک فولیکول (FSH ) و آندروژن وابسته است. این قضیه، از زمان مطالعات اولیه و پیشگام انجام شده توسط اسمیت، Greep و سایر محققان در دهه 1920 و دهه 1930 مشخص شده بود که از تکنیک های حذف هیپوفیز و جایگزینی هورمون های مورد استفاده برای شناسایی عوامل درگیر وابسته به غده هیپوفیز و بیضه استفاده می کردند (1-3). در این سال ها تکنیک های قطع/ جایگزینی هورمون مورد بازبینی بیشتری قرار گرفته اند اما داستان اصلی به همان صورت باقی مانده است و به تازگی نشان داده شده که در جانوران فاقد گیرنده ی هورمون محرک فولیکول ( FSH) و آندروژن، فقط 3 درصد از تعداد طبیعی سلول های زایشی در روز بیستم وجود دارد (4). تکنیک های بهبود یافته برای حذف/ جایگزینی هورمون و گسترش مدل های تراریخته به این معنی است که در حال حاضر ما قادر به تشخیص مراحل رشد و بقای اسپرماتوگونی هستیم که تحت تاثیر هورمون ها است. علاوه بر این قادر به نشان دادن چگونگی برهمکنش این هورمون و شروع درک مکانیسم سلولی تنظیم کننده ی فعالیت هورمون بر اسپرماتوژنز هستیم.
abstract
Spermatogenesis is completely dependent on the pituitary hormone follicle-stimulating hormone (FSH) and androgens locally produced in response to luteinising hormone (LH). This dual control has been known since the 1930s and 1940s but more recent work, particularly using transgenic mice, has allowed us to determine which parts of the spermatogenic pathway are regulated by each hormone. During the first spermatogenic cycle after puberty both FSH and androgen act to limit the massive wave of germ cell apoptosis which occurs at this time. The established role of FSH in all cycles is to increase spermatogonial and subsequent spermatocyte numbers with a likely effect also on spermiation. Mice lacking FSH or its receptor are fertile, albeit with reduced germ cell numbers, and so this hormone is not an essential regulator of spermatogenesis but acts to optimise germ cell production Androgens also appear to regulate spermatogonial proliferation but, crucially, they are also required to allow spermatocytes to complete meiosis and form spermatids. Animals lacking androgen receptors fail to generate post-meiotic germ cells, therefore, and are infertile. There is also strong evidence that androgens act to ensure appropriate spermiation of mature spermatids. Androgen regulation of spermatogenesis is dependent upon action on the Sertoli cell but recent studies have shown that androgenic stimulation of the peritubular myoid cells is also essential for normal germ cells development. While FSH or androgen alone will both stimulate germ cell development, together they act synergistically to maximise germ cell number. The other hormones/local factors which can regulate spermatogenesis include activins and estrogens although their role in normal physiological regulation of this process needs to be more clearly established. Regulation of spermatogenesis in primates appears to be similar to that in rodents although the role of FSH may be greater. While our knowledge of hormone function during spermatogenesis is now well developed we still lack understanding of the mechanisms by which these hormones act to regulate this process.
1. Introduction
Development and maintenance of spermatogenesis in the adult is critically dependent upon the actions of follicle-stimulating hormone (FSH) and androgen. This has been clear since the early pioneering studies by Smith, Greep and others in the 1920s and 1930s who used hypophysectomy and hormone replacement techniques to identify the pituitary and testicular factors involved [1–3]. In the intervening years hormone ablation/replacement techniques have become more refined but the fundamental story remains the same and most recently it has been shown that in animals lacking receptors for both follicle-stimulating hormone (FSH) and androgen only 3% of normal germ cell numbers are present at day 20 [4]. Improved techniques for hormone ablation/replacement and the development of transgenic models mean that we are now able to identify the stages of spermatogenic development and maintenance that are affected by each hormone. In addition we can show how these hormones interact and we are starting to understand the cellular mechanisms that regulate hormone action on spermatogenesis.
چکیده
1-مقدمه
2- نموی گونوسیت
3- اولین موج اسپرماتوژنز
4- اسپرماتوژنز در بالغ
4-1- هورمون محرک فولیکول
4-2- اندروژن
4-3- استروژن
4-4- اکتیوین
4-5- عمل ترکیبی هورمون
5- تنظیم هورمونی اسپرماتوژنز در پستانداران
6- نتیجه گیری و مسیرهای آینده
abstract
1. Introduction
2. Gonocyte development
3. The first wave of spermatogenesis
4. Spermatogenesis in the adult
4.1. Follicle-stimulating hormone
4.2. Androgen
4.3. Estrogen
4.4. Activin
4.5. Combined hormone action
5. Hormonal regulation of spermatogenesis in primates
6. Conclusions and future directions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه