Зависимые от возраста пациента изменения длины теломер на разных этапах дифференцировки сперматогенных клеток при азооспермии

Введение. Теломеры представляют собой концевые участки хромосом, которые играют ключевую роль в клеточном старении и поддержании геномной стабильности. В то время как в соматических клетках их длина сокращается с возрастом, в сперматозоидах наблюдается обратная тенденция. Неполной остается информация о том, как длина теломер изменяется в ходе сперматогенеза человека и зависит ли она от возраста.

Цель: проанализировать, как изменяется длина теломер при дифференцировке сперматогенных клеток, и оценить ее ассоциацию с возрастом пациентов при азооспермии.

Методы. Исследование проведено на образцах биоптатов семенников 34 пациентов с азооспермией (возраст 24-60 лет). Из образцов получали цитогенетические препараты колхицинированных митотических и мейотических хромосом. Длину теломер определяли методом количественной флуоресцентной гибридизации in situ (Q-FISH) на хромосомах сперматогониев (n=483), сперматоцитов I (n=305) и сперматоцитов II (n=396).

Результаты. Показано, что длина теломер сперматогониев меньше, чем таковая сперматоцитов I (p=0,0234), а длина теломер сперматоцитов I меньше, чем сперматоцитов II (p=0,0107). Установлена положительная корреляция между длиной теломер в сперматоцитах II и возрастом пациентов (ρ=0,3966; p=0,0496). Взаимосвязи возраста пациентов с длиной теломер в сперматогониях и сперматоцитах I не обнаружено (ρ=0,0643; p=0,7177 и ρ=-0,03297; p=0,8531, соответственно).

Заключение. Таким образом, при азооспермии длина теломер в сперматогенных клетках увеличивается от сперматогониев к сперматоцитам I, а затем к сперматоцитам II, и в сперматоцитах II она тем больше, чем старше пациент.

1. Turner K.J., Vasu V., Griffin D.K. Telomere Biology and Human Phenotype. Cells. 2019;8(1):73. doi:10.3390/cells8010073

2. Lindsey J., McGill N.I., Lindsey L.A., et al. In vivo loss of telomeric repeats with age in humans. Mutation Research. 1991; 256:45–48. doi: 10.1016/0921-8734(91)90032-7.

3. Takubo K., Nakamura K.I., Izumiyama N., et al. Telomere shortening with aging in human liver. The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences. 2000; 55:B533– B536. doi: 10.1093/gerona/55.11.B533.

4. Kimura M., Cherkas L.F., Kato B.S., et al. Offspring’s leukocyte telomere length, paternal age, and telomere elongation in sperm. PLoS Genetics. 2008; 4(2):e37. doi: 10.1371/journal.pgen.0040037.

5. Aston K.I., Hunt S.C., Susser E., et al. Divergence of sperm and leukocyte age-dependent telomere dynamics: implications for maledriven evolution of telomere length in humans. Molecular human reproduction. 2012; 18(10):517–522. doi: 10.1093/molehr/gas028.

6. Pendina A.A., Krapivin M.I., Sagurova Y.M., et al. Telomere Length in Human Spermatogenic Cells as a New Potential Predictor of Clinical Outcomes in ART Treatment with Intracytoplasmic Injection of Testicular Spermatozoa. International journal of molecular sciences. 2023; 24(13): 10427. doi:10.3390/ijms241310427

7. Temura K., Ogura A., Cheong C., et al. Dynamic rearrangement of telomeres during spermatogenesis in mice. Developmental biology. 2005; 281(2):196–207. doi:10.1016/j.ydbio.2005.02.025

8. Achi M.V., Ravindranath N., Dym M. Telomere length in male germ cells is inversely correlated with telomerase activity. Biology of Reproduction. 2000; 63(2):591-598.

9. Pendina A.A., Krapivin M.I., Efimova O.A., et al. Telomere Length in Metaphase Chromosomes of Human Triploid Zygotes. International journal of molecular sciences. 2021; 22(11):5579. doi: 10.3390/ijms22115579

10. Tire B., Ozturk S. Potential effects of assisted reproductive technology on telomere length and telomerase activity in human oocytes and early embryos. Journal of Ovarian Research. 2023; 16(1):130. https://doi.org/10.1186/s13048-023-01211-4

11. Antunes D.M., Kalmbach K.H., Wang F., et al. A single-cell assay for telomere DNA content shows increasing telomere length heterogeneity, as well as increasing mean telomere length in human spermatozoa with advancing age. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 2015; 32:1685–1690. doi: 10.1007/s10815-015-0574-3.