К.Н. Султанова1, И.С. Неофитов2, А.А. Билялова3, Н.С. Филатов4, М.А. Титова5, Д.И. Андреева6, А.П. Киясов7

1–7 Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) Федерального Университета (г. Казань, Россия)

1 kasana555_07@mail.ru, 2 ilya.neofitov.00@mail.ru, 3 alinayakupova96@yandex.ru, 4 qwerdeewrd@gmail.com, 5 maalti@mail.ru, 6 goober@mail.ru, 7 kiassov@mail.ru

Постановка проблемы. Постнатальные повреждения органа всегда инициируют регенерацию, а основные межклеточные взаимодействия при регенерации, как правило, повторяют гистогенез. Без понимания морфогенеза органов и основных этапов межклеточных коммуникаций затруднительна разработка новых методов лечения. Наиболее распространенной экспериментальной моделью является лабораторная мышь, однако у этого вида грызунов короткий срок гестации.

Цель работы – описание пренатального онтогенеза иглистой мыши (Acomys cahirinus) на примере морфогенеза поджелудочной железы для подтверждения предположения о том, что мыши Acomys являются более удобной моделью для исследования внутриутробного развития.

Результаты. PDX1-позитивные клетки-предшественники поджелудочной железы выявлены с 15-х суток гестации в вентральном и дорсальном зачатках энтодермы первичной кишки. Слияние двух зачатков происходит на 17-е сутки пренатального развития. Показана последовательность появления эндокриноцитов поджелудочной железы: первыми на 15-е сутки внутриутробного развития обнаружены глюкагон-позитивные клетки, на 17-е сутки – соматостатин-позитивные клетки, а на 22-е сутки гестации – инсулин-позитивные клетки. У иглистых мышей образование поджелудочной железы начинается раньше, и этапы развития органа длятся дольше по сравнению с обычными мышами, что дает преимущество для детального анализа дифференцировки отдельных панкреатических клеток и этапов формирования островкового аппарата органа.

Практическая значимость. Полученные данные о пренатальном морфогенезе поджелудочной железы иглистой мыши могут быть применены для анализа путей развития эндокриноцитов, изучения влияния тератогенных факторов на формирование и развитие органа, а также при моделировании патологии поджелудочной железы.

Султанова К.Н., Неофитов И.С., Билялова А.А., Филатов Н.С., Титова М.А., Андреева Д.И., Киясов А.П. Новая экспериментальная модель для изучения гисто- и органогенеза у лабораторных животных на примере поджелудочной железы // Технологии живых систем. 2025. T. 22. № 2. С. 66-73. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202502-07

1. Iyer J., Mhatre S.D., Gilbert R., Bhattacharya S. Multi-system responses to altered gravity and spaceflight: insights from Drosophila melanogaster // Neurosci. Biobehav. Rev. 2022. V. 142. P. 104880. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2022.104880
2. Oiwa Y., Oka K., Yasui H. et al. Characterization of brown adipose tissue thermogenesis in the naked mole-rat (Heterocephalus glaber), a heterothermic mammal // Sci. Rep. 2020. V. 10(1). P. 19488. DOI: 10.1038/s41598-020-74929-6
3. González-Orozco J.C., Escobedo-Avila I., Velasco I. Transcriptome profiling after early spinal cord injury in the Axolotl and its comparison with rodent animal models through RNA-Seq data analysis // Genes (Basel). 2023. V. 14(12). P. 2189. DOI: 10.3390/genes14122189
4. Londono R., Tighe S., Milnes B. et al. Single cell sequencing analysis of lizard phagocytic cell populations and their role in tail regeneration // J. Immunol. Regen. Med. 2020. V. 8. P. 100029. DOI: 10.1016/j.regen.2020.100029
5. Мирецкая Е.И. Биомедицинские исследования на человеке: правовые и морально-этические проблемы // Юридическая наука и практика: Вестник Нижегородской академии МВД России. 2014. Т. 2. № 26. С. 235–237.
6. Jørgensen M.C., Ahnfelt-Rønne J., Hald J. et al. An illustrated review of early pancreas development in the mouse // Endocr. Rev. 2007. V. 28(6). P. 685–705. DOI: 10.1210/er.2007-0016
7. Pinheiro G., Prata D.F., Araújo I.M., Tiscornia G. The African spiny mouse (Acomys spp.) as an emerging model for development and regeneration // Lab. Anim. 2018. V. 52(6). P. 565–576. DOI: 10.1177/0023677218769921
8. Shafrir E., Ziv E., Kalman R. Nutritionally induced diabetes in desert rodents as models of type 2 diabetes: Acomys cahirinus (spiny mice) and Psammomys obesus (desert gerbil) // ILAR J. 2006. V. 47(3). P. 212–224. DOI: 10.1093/ilar.47.3.212
9. Иванов Е.В., Ахметшина М.Р., Гизатулина А.Р. и др. Анализ ассоциаций между показателями периферического кровотока и метаболическим статусом у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа // Технологии живых систем. 2024. T. 21. № 1. С. 20–28. DOI: 10.18127/j20700997-202401-02
10. Наркевич А.Н., Мамедов Т.Х., Дзюба Д.В. Распознавание диабетической ретинопатии на цифровых изображениях глазного дна с применением сверточных нейронных сетей глубокого обучения // Технологии живых систем. 2023. T. 20. № 1. С. 55–61. DOI: 10.18127/j20700997-202301-06
11. Dickinson H., Walker D.W., Cullen-McEwen L. et al. The spiny mouse (Acomys cahirinus) completes nephrogenesis before birth // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2005. V. 289(2). P. F273–279. DOI: 10.1152/ajprenal.00400.2004
12. Jonsson J., Carlsson L., Edlund T., Edlund H. Insulin-promoter-factor 1 is required for pancreas development in mice // Nature. 1994. V. 371(6498). P. 606–609. DOI: 10.1038/371606a0
13. Wessells N.K., Cohen J.H. Early pancreas organogenesis: morphogenesis, tissue interactions, and mass effects // Dev. Biol. 1967. V. 15(3), P. 237–270. DOI: 10.1016/0012-1606(67)90042-5
14. Spooner B.S., Walther B.T., Rutter W.J. The development of the dorsal and ventral mammalian pancreas in vivo and in vitro // J. Cell. Biol. 1970. V. 47(1). P. 235–246. DOI: 10.1083/jcb.47.1.235
15. Pictet R.L., Clark W.R., Williams R.H., Rutter W.J. An ultrastructural analysis of the developing embryonic pancreas // Dev. Biol. 1972. V. 29(4). P. 436–467. DOI: 10.1016/0012-1606(72)90083-8
16. Pan F.C., Wright C. Pancreas organogenesis: from bud to plexus to gland // Dev. Dyn. 2011. V. 240(3). P. 530–565. DOI: 10.1002/dvdy.22584
17. de Gasparo M. Accumulation of pancreas-specific products during organogenesis of Acomys cahirinus // Gen. Comp. Endocrinol. 1980. V. 41(4). P. 499–505. DOI: 10.1016/0016-6480(80)90054-4
18. Gonet A.E., Stauffacher W., Pictet R., Renold A.E. Obesity and diabetes mellitus with striking congenital hyperplasia of the islets of langerhans in spiny mice (Acomys Cahirinus): I. Histological findings and preliminary metabolic observations // Diabetologia. 1966. V. 1(3-4). P. 162–171. DOI: 10.1007/BF01257907
19. Teitelman G., Alpert S., Polak J.M. et al. Precursor cells of mouse endocrine pancreas coexpress insulin, glucagon and the neuronal proteins tyrosine hydroxylase and neuropeptide Y, but not pancreatic polypeptide // Development. 1993. V. 118(4). P. 1031–1039. DOI: 10.1242/dev.118.4.1031
20. Herrera P.L., Huarte J., Sanvito F. et al. Embryogenesis of the murine endocrine pancreas; early expression of pancreatic polypeptide gene // Development. 1991. V. 113(4). P. 1257–1265. DOI: 10.1242/dev.113.4.1257
21. Merkwitz C., Blaschuk O.W., Schulz A. et al. The ductal origin of structural and functional heterogeneity between pancreatic islets // Prog. Histochem. Cytochem. 2013. V. 48(3). P. 103–140. DOI: 10.1016/j.proghi.2013.09.001
22. Gustavsen C.R., Kvicerova J., Dickinson H., Heller R.S. Acomys, the closest relatives to Gerbils, do express Pdx-1 protein and have similar islet morphology to Gerbils // Islets. 2009. V. 1(3). P. 191–197. DOI: 10.4161/isl.1.3.9557