Получение и характеристика культуры сперматогенных клеток самцов межвидовых гибридов домашних овец и архара

   Актуальность. Создание криобанков биологического материала является одним из ключевых методов сохранения и поддержания биоразнообразия генетических ресурсов животных. Широко используемым для сохранения в условиях криобанков биоматериалом являются зрелые половые клетки самцов – сперматозоиды. В качестве перспективной альтернативы рассматривается использование для данных целей стволовых клеток семенников – сперматогоний, что делает возможным отбор биоматериала от неполовозрелых животных с ценным генотипом. В статье представлены данные по получению культуры сперматогоний самцов межвидовых гибридов домашних овец с архаром.
   Методы. Объектом исследований являлись сперматогенные клетки межвидовых гибридов овец романовской породы и архара. Материалом для получения культуры сперматогенных клеток служили семенники гибридных самцов. Были оптимизированы условия выделения и поддержания в культуре in vitro сперматогоний с использованием гистологических, цитологических и культуральных методов.
   Результаты. Установлено, что на результативность получения культуры сперматогенных клеток, максимально обогащенной сперматогониями, влияет возраст самцов, от которых отбирают биоматериал, предварительная очистка сперматогоний от других типов сперматогенных и соматических клеток семенника, ростовая среда и тип фидерного слоя, используемые для культивирования сперматогоний. Показано, что оптимальным возрастом самцов для отбора биоматериала является возрастной период от рождения до 4 месяцев. В этот период клетки эпителиосперматогенного слоя семенных канальцев семенников гибридных самцов представлены в основном одним типов сперматогенных клеток – сперматогониями (92–100 %). Установлено, что максимальная очистка сперматогоний от других типов клеток достигается посредством их разделения по адгезии. Высокая интенсивность роста и формирования колоний сперматогоний наблюдается при их культивировании на фидерном слое, сформированном первичной культурой собственных клеток Сертоли, а также клетками Сертоли барана. В данных условиях прикрепление сперматогоний к клеткам фидерного слоя отмечается на 1–2-й день культивирования, формирование колоний – на 6-й день культивирования.

1. Boettcher P. J., Akin O. Current arrangements for national and regional conservation of animal genetic resources. Animal Genetic Resources. 2010; (47): 73–83. doi: 10.1017/S2078633610000949

2. Сингина Г. Н. Криобанки соматических клеток как перспективный способ сохранения генетических ресурсов животных (обзор) / Г. Н. Сингина [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2014/ – 6: 3–4. doi: 10.15389/agrobiology.2014.6.3rus

3. Silversides F. G., Purdy P. H., Blackburn H. D. Comparative costs of programmes to conserve chicken genetic variation based on maintaining living populations or storing cryopreserved material. Br Poult Sci. 2012. 53 (5). P. 599-607 375. doi: 10.1080/00071668.2012.727383

4. Mara L., Casu S., Carta A., Dattena M. Cryobanking of farm animal gametes and embryos as a means of conserving livestock genetics. Anim Reprod Sci. 2013; 138 (1–2): 25-38. doi: 10.1016/j.anireprosci.2013.02.006

5. Zheng Y., Zhang Y., Qu R., He Y., Tian X., Zeng W. Spermatogonial stem cells from domestic animals: Progress and prospects. Reproduction. 2014; 147 (3): 65–74. doi: 10.1530/REP-13-0466

6. Kanatsu-Shinohara M., Ogonuki N., Inoue K., Miki H., Ogura A., Toyokuni S., Shinohara T. Long-term proliferation in culture and germline transmission of mouse male germline stem cells. Biol. Reprod. 2003; 69 (2): 612–616. doi: 10.1095/biolreprod.103.017012

7. Kanatsu-Shinohara M., Muneto T., Lee J., Takenaka M., Chuma S., Nakatsuji N., Horiuchi T., Shinohara T. Long-term culture of male germline stem cells from hamster testes. Biol. Reprod. 2008; 78 (4): 611–617. doi: 10.1095/biolreprod.107.065615

8. Wang X., Chen T., Zhang Ya., Li B., Xu Q., Song C. Isolation and culture of pig spermatogonial stem cells and their in vitro differentiation into neuron-like cells and adipocytes. Int. J. Mol. Sci. 2015; 16 (11): 26333-26346. doi: 10.3390/ijms161125958

9. Park M. H., Park J. E., Kim M. S., Lee K. Y., Park H. J., Yun J. I., Choi J. H., Lee E., Lee S. T. Development of a high-yield technique to isolate spermatogonial stem cells from porcine testes. J. Assist. Reprod. Genet. 2014; 31 (8): 983–991. doi: 10.1007/s10815-014-0271-7

10. Oatley J. M. Spermatogonial stem cell biology in the bull: development of isolation, culture, and transplantation methodologies and their potential impacts on cattle production. Soc. Reprod. Fertil. Suppl. 2010; 67: 133–143.

11. Pramod R. K., Mitra A. In vitro culture and characterization of spermatogonial stem cells on sertoli cell feeder layer in goat (Сapra hircus). J. Assist. Reprod. Genet. 2014; 31 (8): 993–1001. doi: 10.1007/s10815-014-0277-1

12. Sisakhtnezhad S., Bahrami A. R., Matin M. M., Dehghani H., Momeni-Moghaddam M., Boozarpour S., Farshchian M., Dastpak M. The molecular signature and spermatogenesis potential of newborn chicken spermatogonial stem cells in vitro. In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 2015; 51: 415–425. doi: 10.1007/s11626-014-9843-1

13. Li B., Wang X. Y., Tian Z., Xiao X. J., Xu Q., Wei C. X., Sun H. C., Chen G. H. Directional differentiation of chicken spermatogonial stem cells in vitro. Cytotherapy. 2010; 12 (3): 326–331. doi: 10.3109/14653240903518155

14. Lacerda S. M., Costa G. M., de Franca L. R. Biology and identity of fish spermatogonial stem cell. Gen. Comp. Endocrinol. 2014; 207: 56–65. doi: 10.1016/j.ygcen.2014.06.018