ПОРІВНЯЛЬНИЙ ЕМБРІОГЕНЕЗ НИЖНІХ СЕЧОВИХ ШЛЯХІВ ЛЮДИНИ ТА МИШІ ЛАБОРАТОРНОЇ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-4260.XV.2.56.2025.23Ключові слова:
порівняльна анатомія; порівняльна ембріологія; вікова анатомія; морфометрія; реконструювання; сечостатева система; сечовий міхур; миша лабораторна; людина.Анотація
Вивчення гістотопографії та морфоархітектоніки онтогенетичних перетворень нижніх сечових шляхів людини та миші лабораторної в порівняльному аспекті є актуальним для розвитку симультанних морфологічних наукових напрямків – тканинної інженерії, молекулярної медицини та реконструктивної ксенотранспланталогії.
Мета роботи. З’ясувати основні закономірності та хронологічну послідовність пренатального онтогенезу органів і структур нижніх сечових шляхів людини та миші лабораторної.
Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведено на 14 серіях послідовних гістологічних зрізів препаратів зародків і передплодів людини та 15 серіях гістологічних зрізів препаратів зародків і передплодів миші лабораторної. Застосовано комплекс методів морфологічного дослідження (антропометрія, морфометрія, мікроскопія, тривимірне комп’ютерне реконструювання, статистичний аналіз). Для зіставлення періодів пренатального розвитку людини та миші лабораторної використано періодизацію за стадіями Карнегі (CS).
Дослідження виконані з дотриманням основних положень Ухвали Першого національного конгресу з біоетики «Загальні етичні принципи експериментів ISSN 1727-4338 https://www.bsmu.edu.ua Клінічна та експериментальна патологія. 2022. Т.21, № 3 (81) 28 Оригінальні дослідження на тваринах» (2001 р.), ICH GCP (1996 р.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (від 04.04.1997 р.) та про охорону хребетних тварин, що використовують в експериментах та інших наукових цілях (від 18.03.1986 р.), Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації про етичні принципи проведення наукових медичних досліджень за участю людини (1964-2008 рр.), директиви ЄЕС№ 609 (від 24.11.1986 р.), наказу МОЗ України № 616 від 03.08.2012 р.
Робота виконувалась в рамках ініціативної науково-дослідної роботи кафедри гістології, цитології та ембріології закладу вищої освіти Буковинського державного медичного університету «Структурно-функціональні особливості тканин і органів в онтогенезі, закономірності варіантної, конституційної, статево-вікової та порівняльної морфології людини». Державний реєстраційний номер: 0121U110121. Терміни виконання: 01.2021-12.2025.
Результати. В обох видів на стадії CS11 в мезодермі алантоїса виявлені осередки кровотворення. Під час подальших стадій CS12-14 епітелій, який його вистилає, стає багатошаровим. У зародків людини та миші лабораторної до стадії розвитку CS23 спостерігаються процеси атрофії алантоїса, який трансформується в клітинний тяж, і разом із редукованим залишком жовткового мішка розміщується серед структур пупкового канатика. Під час морфологічного аналізу особливостей розвитку сечового міхура миші лабораторної визначали співвідношення товщини його оболонок за допомогою морфометрії гістологічних препаратів, а також на 3D-реконструкціях серійних послідовних зрізів нижніх сечових шляхів. Встановлено, що від стадії розвитку CS17 до CS23 у миші лабораторної розміри сечового міхура зростають у 12 разів. На стадії CS23 всі відділи сечового міхура миші лабораторної демонструють розвинену м’язову оболонку, в якій можна розрізнити однонаправлені пучки м’язових волокон, що свідчить про початок формування м’язових шарів і, зокрема м’яза-випорожнювача міхура.
Висновки. 1. Порівняння закономірностей морфогенезу нижніх сечових шляхів у людини і миші лабораторної з застосуванням шкали періодів пренатального розвитку Карнегі демонструє подібність стадійних онтогенетичних перетворень, але на мікроскопічному рівні виявлено відмінності, які свідчать про менш диференційований м’яз-випорожнювач міхура і відносно швидший час становлення дефінітивної будови сечового міхура. 2. У зародків людини та миші лабораторної на стадії CS23 структури сечового міхура набувають ознак дефінітивного органа. 3. Загальні тенденції диференціювання м’язової оболонки сечового міхура миші лабораторної мають хвилеподібний характер: процес починається з краніальної частини закладки сечового міхура та спрямовується в каудальному напрямку. 4. Співвідношення шарів стінки сечового міхура миші лабораторної на CS17 становило: 55% – власна пластинка слизової оболонки, 5% – її епітеліальна пластинка (уротелій), 5% – адвентиційна (або серозна) оболонка, 35% – м’язова оболонка. На стадії CS23 спостерігається зменшення відносної товщини адвентиційної (або серозної) оболонки та збільшення м’язової оболонки сечового міхура до 70% відносно його стінки.
Посилання
Erculiani M, Trovalusci E, Zanatta C, De Lorenzis MS, Filippi E, Bracalente G, et al. First trimester lower abdominal cysts as early predictor of anorectal malformations. J Ultrasound. 2023;26(2):543-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s40477-022-00744-6. PMID: 36562956; PMCID: PMC10247645.
Runck LA, Method A, Bischoff A, Levitt M, Pena A, Collins MH, et al. Defining the molecular pathologies in cloaca malformation: similarities between mouse and human. Dis Model Mech. 2014;7(4):483-93. DOI: https://doi.org/10.1242/dmm.014530. PMID: 24524909; PMCID: PMC3974458.
Thomas DFM. The embryology of persistent cloaca and urogenital sinus malformations. Asian J Androl. 2020;22(2):124-8. DOI: https://doi.org/10.4103/aja.aja_72_19. PMID: 31322137; PMCID: PMC7155797.
Miyake Y, Lane GJ, Yamataka A. Embryology and anatomy of anorectal malformations. Semin Pediatr Surg. 2022;31(6):151226. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sempedsurg.2022.151226. PMID: 36417783.
Staack A, Donjacour AA, Brody J, Cunha GR, Carroll P. Mouse urogenital development: a practical approach. Differentiation. 2003;71(7):402-13. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1432-0436.2003.7107004.x. PMID: 12969333.
Rasouly HM, Lu W. Lower urinary tract development and disease. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 2013;5(3):307-42. DOI: https://doi.org/10.1002/wsbm.1212. PMID: 23408557; PMCID: PMC3627353.
Jaskowak D, Nunez R, Ramachandran R, Alhajjar E, Yin J, Guidoboni G, et al. Mathematical modeling of the lower urinary tract: A review. Neurourol Urodyn. 2022;41(6):1305-15. DOI: https://doi.org/10.1002/nau.24995 . PMID: 35753055; PMCID: PMC9891477.
Fong J, De Beritto T. Congenital Anomalies of the Kidneys and Urinary Tract. Neoreviews. 2024;25(2):e78-e87. DOI: https://doi.org/10.1542/neo.25-2-e78. PMID: 38296785.
Schlindwein X, Werneburg I. Comparative embryogenesis in ungulate domesticated species. J Exp Zool B Mol Dev Evol. 2022;338(8):495-504. DOI: https://doi.org/10.1002/jez.b.23172. PMID: 35915572.
Liu G, Liu X, Shen J, Sinclair A, Baskin L, Cunha GR. Contrasting mechanisms of penile urethral formation in mouse and human. Differentiation. 2018;101:46-64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.diff.2018.05.001. PMID: 29859371.
Fox JG, Quimby FW, Newcomer CE, Davisson MT, Barthold SW, Smith AL, editors. The Mouse in Biomedical Research. 2 ed. Elsevier; 2007. Volume I: History, Wild Mice, and Genetics. Chapter 10. Kaufman M. Mouse Embryology Research Techniques and a Comparison of Embryonic Development between Mouse and Man. 165-210. DOI:https://doi.org/10.1016/B978-012369454-6/50022-4
Mole MA, Weberling A, Zernicka-Goetz M. Comparative analysis of human and mouse development: From zygote to pre-gastrulation. Curr Top Dev Biol. 2020;136:113-38. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.ctdb.2019.10.002. PMID: 31959285.
Baskin L, Sinclair A, Derpinghaus A, Cao M, Li Y, Overland M, et al. Estrogens and development of the mouse and human external genitalia. Differentiation. 2021;118:82-106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.diff.2020.09.004 . PMID: 33092894; PMCID: PMC8012406.
Hall MI, Rodriguez-Sosa JR, Plochocki JH. Reorganization of mammalian body wall patterning with cloacal septation. Sci Rep. 2017;7(1):9182. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-09359-y. PMID: 28835612; PMCID: PMC5569103.
Bulyk RY, Popeliuk O-MV, Melnyk VV, Proniaiev DV. Suchasni uiavlennia pro zakladku ta embriohenez sechovydilnykh orhaniv [Modern view on the germ and embryogenesis of the urinary organs]. Reports of Vinnytsia National Medical University. 2022;26(2):328-34. DOI: https://doi.org/10.31393/reports-vnmedical-2022-26(2)-27 (in Ukrainian).
Matsumaru D, Murashima A, Fukushima J, Senda S, Matsushita S, Nakagata N, et al. Systematic stereoscopic analyses for cloacal development: The origin of anorectal malformations. Sci Rep. 2015;5:13943. DOI: https://doi.org/10.1038/srep13943. PMID: 26354024; PMCID: PMC4564729.
Baldock RA, Armit C. eHistology image and annotation data from the Kaufman Atlas of Mouse Development. Gigascience. 2018;7(2):gix131. DOI: https://doi.org/10.1093/gigascience/gix131. PMID: 29272399; PMCID: PMC5827353.
Flierman S, Tijsterman M, Rousian M, de Bakker BS. Discrepancies in Embryonic Staging: Towards a Gold Standard. Life (Basel). 2023;13(5):1084. DOI: https://doi.org/10.3390/life13051084. PMID: 37240729; PMCID: PMC10222295.
Elmore SA, Kavari SL, Hoenerhoff MJ, Mahler B, Scott BE, Yabe K, et al. Histology Atlas of the Developing Mouse Urinary System With Emphasis on Prenatal Days E10.5-E18.5. Toxicol Pathol. 2019;47(7):865-86. DOI: https://doi.org/10.1177/0192623319873871. PMID: 31599209; PMCID: PMC6814567.
Zhang D, Sun F, Yao H, Wang D, Bao X, Wang J, et al. Generation of Urothelial Cells from Mouse-Induced Pluripotent Stem Cells. Int J Stem Cells. 2022;15(4):347-58. DOI: https://doi.org/10.15283/ijsc21250. PMID: 35769056; PMCID: PMC9705153.
Georgas KM, Armstrong J, Keast JR, Larkins CE, McHugh KM, Southard-Smith EM, et al. An illustrated anatomical ontology of the developing mouse lower urogenital tract. Development. 2015;142(10):1893-908. DOI: https://doi.org/10.1242/dev.117903. PMID: 25968320; PMCID: PMC4440924.
Cunha GR, Baskin L. Development of human male and female urogenital tracts. Differentiation. 2018;103:1-4. DOI: https://doi.org/10.1016/j.diff.2018.09.002. PMID: 30262219.
Carter AM. Animal models of human pregnancy and placentation: alternatives to the mouse. Reproduction. 2020;160(6):R129-R143. DOI: https://doi.org/10.1530/rep-20-0354. PMID: 33112767.
Hudalla H, Karenberg K, Kuon RJ, Poschl J, Tschada R, Frommhold D. LPS-induced maternal inflammation promotes fetal leukocyte recruitment and prenatal organ infiltration in mice. Pediatr Res. 2018;84(5):757-64. DOI: https://doi.org/10.1038/s41390-018-0030-z. PMID: 30135596.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Критерії авторського права, форми участі та авторства
Кожен автор повинен був взяти участь в роботі, щоб взяти на себе відповідальність за відповідні частини змісту статті. Один або кілька авторів повинні нести відповідальність в цілому за поданий для публікації матеріал - від моменту подачі до публікації статті. Авторитарний кредит повинен грунтуватися на наступному:
- істотність частини вклада в концепцію і дизайн, отри-мання даних або в аналіз і інтерпретацію результатів дослідження;
- написання статті або критичний розгляд важливості її інтелектуального змісту;
- остаточне твердження версії статті для публікації.
Автори також повинні підтвердити, що рукопис є дійсним викладенням матеріалів роботи і що ні цей рукопис, ні інші, які мають по суті аналогічний контент під їх авторством, не були опубліковані та не розглядаються для публікації в інших виданнях.
Автори рукописів, що повідомляють вихідні дані або систематичні огляди, повинні надавати доступ до заяви даних щонайменше від одного автора, частіше основного. Якщо потрібно, автори повинні бути готові надати дані і повинні бути готові в повній мірі співпрацювати в отриманні та наданні даних, на підставі яких проводиться оцінка та рецензування рукописи редактором / членами редколегії журналу.
Роль відповідального учасника.
Основний автор (або призначений відповідальний автор) буде виступати від імені всіх співавторів статті в якості основного кореспондента при листуванні з редакцією під час процесу її подання та розгляду. Якщо рукопис буде прийнята, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленої рукописи в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за подтверждленіе остаточного варіанта рукопису. Відповідальний автор несе також відповідальність за те, щоб інформація про конфлікти інтересів, була точною, актуальною і відповідала даним, наданим кожним співавтором.Відповідальний автор повинен підписати форму авторства, що підтверджує, що всі особи, які внесли істотний внесок, ідентифіковані як автори і що отримано письмовий дозвіл від кожного учасника щодо публікації представленої рукописи.
