Révélation surprenante : les gonadotropes, cellules clés de la reproduction, ont une double origine !

Gonadotrophs have a dual origin, with most derived from early postnatal pituitary stem cells

Révélation surprenante : les gonadotropes, cellules clés de la reproduction, ont une double origine !

Une étude révolutionnaire révèle que la majorité des gonadotropes, cellules endocrines indispensables à la reproduction, proviennent de cellules souches hypophysaires postnatales, tandis qu'une minorité persiste depuis la vie embryonnaire. Cette découverte éclaire d'un jour nouveau la compréhension des mécanismes régulant la fertilité et la puberté.

Les gonadotropes, situées dans l'hypophyse, produisent les hormones LH et FSH essentielles à la maturation des cellules germinales et à la stéroïdogenèse. Leur sécrétion est contrôlée par l'hormone GnRH hypothalamique et les rétroactions stéroïdiennes gonadiques. Bien qu'elles apparaissent homogènes transcriptionnellement, ces cellules présentent en réalité une hétérogénéité fonctionnelle.

Contrairement aux idées reçues, cette recherche démontre que les gonadotropes adultes chez la souris ont une double origine. La majorité se différencie à partir de cellules souches hypophysaires postnatales, depuis la période néonatale jusqu'à la puberté, tandis qu'une population embryonnaire persiste. Fait remarquable, cette différenciation postnatale se produit indépendamment des signaux gonadiques et de la signalisation GnRH.

L'étude utilise un système innovant de traçage génétique basé sur Sox2rtTA, évitant les perturbations physiologiques causées par le tamoxifène. Les résultats montrent que ces nouvelles gonadotropes envahissent la glande à partir de la niche des cellules souches, sauf dans une petite zone ventrale où persistent les gonadotropes embryonnaires.

Cette découverte majeure ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les troubles de la puberté et de la fertilité. La coexistence de deux populations de gonadotropes d'origines distinctes pourrait expliquer certaines complexités dans la régulation différentielle de LH et FSH.

L'expansion postnatale de l'hypophyse implique des mécanismes spécifiques à chaque type cellulaire endocrine. Alors que les somatotrophes et lactotrophes prolifèrent activement, les gonadotrophes montrent une expansion remarquable malgré un faible taux de prolifération, suggérant une origine principalement à partir de cellules souches.

Des analyses transcriptomiques unicellulaires révèlent que les cellules souches SOX9+ néonatales donnent naissance à tous les types endocrines, avec les gonadotrophes comme principal dérivé. Des différences sexuelles apparaissent : les cellules souches femelles restent plus souvent dans leur niche, tandis que les mâles produisent plus de gonadotrophes différenciées.

Les trajectoires de différenciation identifient des facteurs transcriptionnels clés comme Neurod1/4 et Nhlh2, impliqués dans le développement des gonadotrophes. La voie de signalisation Hedgehog semble également jouer un rôle dans ce processus.

Cette recherche fondamentale, combinant approches génétiques, moléculaires et cellulaires, redéfinit notre compréhension de l'origine et du développement des gonadotrophes. Elle pose les bases pour explorer comment ces deux populations distinctes contribuent différemment à la fonction reproductive tout au long de la vie.

Bí mật nguồn gốc kép của tế bào gonadotroph - Chìa khóa mới mở ra cánh cửa hiểu biết về khả năng sinh sản

Nghiên cứu đột phá tiết lộ phần lớn tế bào gonadotroph - loại tế bào nội tiết quan trọng trong hệ sinh sản - có nguồn gốc từ tế bào gốc tuyến yên sau khi sinh, thay vì chỉ phát triển từ phôi thai như quan niệm trước đây. Phát hiện này có thể cách mạng hóa hiểu biết về cơ chế điều hòa sinh sản và các bệnh lý liên quan đến dậy thì, vô sinh.

Gonadotroph là tế bào nội tiết thiết yếu trong tuyến yên, chịu trách nhiệm sản xuất hormone LH và FSH để điều hòa chức năng sinh sản. Trong khi các tế bào này xuất hiện đầu tiên ở giai đoạn phôi thai, nghiên cứu mới trên chuột cho thấy phần lớn gonadotroph trưởng thành thực chất bắt nguồn từ tế bào gốc tuyến yên trong giai đoạn sau sinh đến tuổi dậy thì.

Nhóm nghiên cứu sử dụng công cụ theo dõi dòng tế bào tiên tiến dựa trên Sox2rtTA phụ thuộc doxycycline để xác định nguồn gốc tế bào. Kết quả cho thấy gonadotroph có nguồn gốc kép: một nhóm nhỏ duy trì từ phôi thai tập trung ở vùng bụng, trong khi nhóm lớn phát triển từ tế bào gốc sau sinh lan tỏa khắp tuyến yên.

Đáng ngạc nhiên, quá trình biệt hóa gonadotroph sau sinh không phụ thuộc vào tín hiệu từ tuyến sinh dục hay nồng độ GnRH bình thường. Điều này cho thấy cơ chế điều hòa độc lập với hệ thống feedback kinh điển của trục hạ đồi-tuyến yên-tuyến sinh dục.

Phân tích đơn bào RNAseq trên tế bào SOX9iresGFP+ ở chuột 3 ngày tuổi tiết lộ sự khác biệt giới tính trong biệt hóa tế bào gốc. Tế bào gốc ở chuột đực có xu hướng biệt hóa thành gonadotroph nhiều hơn, trong khi ở chuột cái tập trung ở dạng tế bào gốc Ednrb+ (vùng khe).

Nghiên cứu cũng xác định các yếu tố phiên mã quan trọng trong quá trình biệt hóa gonadotroph như Nr5a1, Neurod1/4, Nhlh2 và Foxp2. Con đường tín hiệu WNT và Hedgehog cũng đóng vai trò then chốt trong quá trình này.

Khám phá về nguồn gốc kép của gonadotroph mở ra hướng tiếp cận mới để hiểu về cơ chế điều hòa hormone sinh dục, đồng thời cung cấp góc nhìn mới về nguyên nhân các rối loạn dậy thì và vô sinh. Phát hiện này có thể dẫn đến các liệu pháp điều trị mới nhắm vào quần thể tế bào gốc tuyến yên sau sinh.

Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học quốc tế, sử dụng mô hình chuột biến đổi gen và các kỹ thuật tiên tiến như theo dõi dòng tế bào, phân tích đơn bào RNAseq và xác định mạng lưới điều hòa gen. Công trình được công bố trên tạp chí khoa học uy tín, mở ra hướng nghiên cứu mới về sinh học tế bào gốc và nội tiết sinh sản.