به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تخمدان یک اندام تناسلی زنانه است که نقش کلیدی در باروری و حفظ هموستاز غدد درون ریز دارد که برای سلامت زنان اهمیت زیادی دارد. بیماری آن با ناهمگونی بالا مشخص می‌شود، با زیرجمعیت‌های مختلف سلولی که عمدتاً حاوی تخمک، سلول‌های گرانولوزا، سلول‌های استرومایی، سلول‌های اندوتلیال، سلول‌های ماهیچه صاف عروقی و انواع مختلف سلول‌های ایمنی هستند. هر کدام عملکردهای منحصر به فرد و مهمی دارند. تخمدان از دوران جنینی تا پیری تغییرات ساختاری و عملکردی مداومی را تجربه می‌کند و بیان ژن هر نوع سلول دستخوش تغییرات چشمگیری می‌شود. 
ناهمگنی سلول‌های تخمدان در وضوح تک سلولی
ناهمگونی سلولی در تخمدان، درک عملکردهای پیچیده آن را با چالش مواجه می‌کند. مطالعه جمعیت‌ها با وضوح تک سلولی، اطلس کاملی از تخمدان را فراهم کرده است و امکان شناسایی ژن‌های نوع سلولی سلول‌های جنینی و سوماتیک تخمدان را فراهم کرده است که ممکن است روش جدیدی برای مطالعه رشد تخمدان ارائه کند.
اطلس تک سلولی تخمدان
تخمدان که به عنوان یک اندام تولید مثل زنانه مهم است، دارای جمعیت‌های سلولی ناهمگن بسیاری است. با این حال، اطلاعات کمی در مورد اجزای سلولی دقیق تشکیل دهنده تخمدان وجود دارد. برای حل این مسئله، scRNA-seq یک روش قدرتمند است که نه تنها می‌تواند انواع سلول‌های فنوتیپی متمایز را شناسایی کند، بلکه می‌تواند زیرجمعیت‌های سلولی را، حتی در سلول‌های به ظاهر همگن، با بیان ژن تک سلولی تشخیص دهد.
ژن‌های سلول‌های تخمدان
از آنجایی که scRNA-seq می‌تواند بیان ژن را در سلول‌های منفرد تشخیص دهد، می‌توان ژن‌های نشانگر زیرجمعیت‌های سلولی خوشه‌ای را با انواع سلول‌های شناخته‌شده در پایگاه داده مقایسه کرد تا انواع سلول‌ها را تعریف کرده و ژن‌های خاص نوع سلول جدید را کشف کرد. از طریق تجزیه و تحلیل داده‌های scRNA-seq، ژن‌های نشانگر انواع مختلف سلول‌های تخمدان در گونه‌های مختلف در ابتدا کشف شدند.
دیدگاه RNA تک سلولی از سلول‌های زایای تخمدان
سلول‌های زایای تخمدان عمدتاً دارای دو مرحله رشد هستند: سلول‌های زایای جنینی (FGCs) و تخمک‌ها. سلول‌های زایای تخمدان برای رشد تخمدان و فولیکولوژنز ضروری هستند. اگر سلول‌های زایای تخمدان از بین بروند، فولیکول‌ها نمی‌توانند تشکیل شوند و تخمدان عملکرد و ساختار طبیعی خود را از دست می‌دهد. با این حال، یک نظریه متناقض وجود دارد که سلول‌های بنیادی اوگونیال نادر (OSCs) در قشر تخمدان وجود دارند و می‌توانند در شرایط آزمایشگاهی به سلول‌های تخمک مانند تمایز یابند. بنابراین، وجود OSC ها نیاز به بررسی بیشتر دارد. به خوبی شناخته شده است که سلول‌های زایای تخمدان در مراحل مختلف رشد، ناهمگن هستند و رونوشت‌های متفاوتی دارند، و scRNA-seq این مزیت را دارد که نمایه‌های ترانسکریپتومی سلول‌های منفرد را برای طبقه بندی دقیق انواع سلول‌ها و بازسازی رشد سلولی با تجزیه و تحلیل شبه زمان دارد. 
دیدگاه تک سلولی سلول‌های زایای جنینی
در طول رشد تخمدان، سلول‌های زایای اولیه جنینی (PGCs) از کیسه زرده منشأ می‌گیرند و در اوایل زندگی جنینی به پریموردیوم گناد مهاجرت می‌کنند. پس از انجام چندین دور تقسیم و تکثیر میتوزی، اوگونیا تولید می‌شود. سپس، اکثر اوگونیاها برای تبدیل شدن به تخمک وارد میوز می‌شوند و تخمک‌های خفته در مرحله دیپلوتن میوز I متوقف می‌شوند. PGCهای جنینی و اوگونیا را می‌توان در مجموع به عنوان FGCs نامید. scRNA-seq برای تحقیقات روی FGCها استفاده شده است. 
دیدگاه تک سلولی تخمک‌ها
تخمک‌ها عوامل اصلی صلاحیت رشد جنینی هستند. پس از جذب، تخمک‌ها تحت رشد و بلوغ قرار می‌گیرند. بلوغ تخمک می‌تواند تحت تأثیر برخی بیماری‌های مرتبط با تخمدان (به عنوان مثال، سندرم تخمدان پلی کیستیک (PCOS)) قرار گیرد. علاوه بر این، برخی از تخمک‌ها با افزایش سن پیر می‌شوند. تخمک در طی این فرآیندها دستخوش تغییرات چشمگیری در مشخصات رونویسی خود می‌شود. علاوه بر این، با افزایش فشارهای کاری و اجتماعی، نسبت حاملگی‌های پیشرفته و ناباروری در چند دهه گذشته افزایش یافته است. پیشرفت فن آوری کمک باروری امید به تولید مثل را برای این جمعیت‌ها به ارمغان آورده است. با این حال، اثرات تکنیک‌های کشت آزمایشگاهی و سن بر رشد و کیفیت تخمک‌ها را نباید نادیده گرفت. بنابراین، یک رویکرد فن‌آوری جدید برای آشکار کردن مکانیسم‌های بالقوه و در نتیجه بهبود اثرات درمانی مورد نیاز است. 
ویژگی‌های تخمک از مراحل مختلف فولیکولی
به عنوان یکی از محوری ترین انواع سلول‌های عملکردی در تخمدان‌ها، تخمک‌ها نقش تعیین کننده‌ای در رشد جنین دارند و کیفیت آن‌ها برای باروری زنان بسیار مهم است. همانطور که فولیکول‌ها به یک مرحله بالاتر رشد می‌کنند، تخمک‌ها دائماً تغییر می‌کنند. ظهور scRNA-seq امکان مطالعه بیان ژن تخمک‌ها در سطح تک سلولی را فراهم می‌کند که درک رشد تخمک را غنی می‌کند. برخی از مطالعات scRNA-seq نشان دادند که تخمک‌های انسانی GDF9، ZP3، DDX4، SYCP3، DAZL، FIGLA، OOSP2، ZP2، SOX30 و ZAR1 را بیان می‌کنند. علاوه بر این، تخمک‌های میمون سینومولگوس به طور خاص GDF9، ZP3، DDX4، SYCP3، LMOD3، RBM46 و NET01 را بیان می‌کنند، در حالی که تخمک‌های موش DDX4 و DAZL را بسیار بیان می‌کنند. 
ویژگی‌های تخمک از زنان سالخورده
به خوبی شناخته شده است که کیفیت تخمک‌ها با افزایش سن کاهش می‌یابد و در نتیجه پتانسیل رشد جنین را مختل می‌کند. با این حال، مکانیسم‌های مولکولی به وضوح توضیح داده نشده است. اخیراً با استفاده از تکنیک scRNA-seq، محققین دریافتند که در مقایسه با تخمک‌های زنان جوان، ژن‌های مربوط به استرس اکسیداتیو، فعال‌سازی رونویسی و عملکرد ایمنی در زنان مسن‌تر تنظیم‌شده است. علاوه بر این، یک مطالعه تک سلولی در مجموع 6 تخمک بالغ از بیماران جوان (≤30 سال) و مسن تر (40 سال بیشتر) را توالی یابی کرد و نشان داد که برخی از ژن‌های مرتبط با استرس اکسیداتیو در تخمک‌های زنان مسن تر نسبت به آن‌ها به طور چشمگیری تنظیم شده است. از زنان جوان‌تر، در حالی که ژن TOP2B که به ترویج ترمیم شکستگی دو رشته‌ای پس از استرس اکسیداتیو اختصاص دارد، در تخمک‌های زنان مسن‌تر کاهش یافت.
ویژگی‌های تخمک در بیماران مبتلا به سندرم تخمدان پلی کیستیک
تخمک‌ها در بیماران PCOS اغلب کیفیت پایینی دارند که منجر به کاهش نرخ لقاح، برش و لانه گزینی می‌شود. توضیح دقیق مکانیسم پشت این امر ضروری است. محققین با تجزیه و تحلیل داده‌های scRNA-seq از 14 تخمک از هفت زن بارور سالم و 20 تخمک از 9 بیمار مبتلا به PCOS در مرحله وزیکول ژرمینال (GV)، مرحله متافاز I و مرحله متافاز II (MII) کشف کرد که برخی از ژن‌های مرتبط با عملکرد میتوکندری (به عنوان مثال، فسفوریلاسیون اکسیداتیو)، مانند COX6B1، COX8A، COX4l1، و NDUFB9 در مرحله GV تخمک‌های PCOS پیش از موعد فعال شدند، در حالی که در مرحله MII در تخمک‌های سالم رخ می‌دهد.
 دیدگاه تک سلولی سلول‌های بنیادی اوگونیال
یک بحث داغ در مورد اینکه آیا OSCs در تخمدان زن وجود دارد که می‌تواند تخمک‌های جدید تولید کند، به طور مداوم ادامه دارد. برخی از مطالعات نشان داده‌اند که تخمک‌های پستانداران در مراحل اولیه زندگی جنینی تشکیل می‌شوند و تعداد محدود آن‌ها نشان‌دهنده باروری زنان است که با افزایش سن زن کاهش می‌یابد. با این وجود، برخی از محققان اخیراً نشان داده‌اند که OSCهای یافت شده در قشر تخمدان پستانداران ماده توانایی خودنوسازی، شبیه‌سازی، گسترش و تمایز به تخمک را دارند. هنگامی که این تخمک‌های مشتق از OSC با اسپرم ترکیب می‌شوند، فرزندان می‌توانند تولید شوند، که ممکن است مبنایی برای کاربرد بالینی OSCs فراهم کند. با این حال، اطلاعات کمی در مورد ویژگی‌های بیولوژیکی OSC ها وجود دارد. برخی از مطالعات گزارش کرده‌اند که پلی پپتید جعبه DEAD 4 (DDX4) می‌تواند برای مرتب سازی OSC ها استفاده شود. نتایج نشان داد که OSC ها DDX4، DPPA3، IFITM3، POU5F1، DAZL و PRDM1 را بیان می‌کنند. داده‌های RNA تک فولیکولی نشان داد که پروفایل‌های بیان فولیکول‌های پره آنترال موش‌های WT مشابه با فولیکول‌های پره آنترال مشتق از OSC بود. علاوه بر این، فولیکول‌های آنترال کوچک موش‌های WT و فولیکول‌های آنترال مشتق از OSC بیان ژن مشابهی را نشان دادند، که نشان می‌دهد فولیکول‌های موش‌های WT و فولیکول‌های مشتق شده از OSC مکانیسم‌های رشد مشابهی دارند. 
کاربردهای توالی یابی رونویسی تک سلولی در تعاملات بین سلولی تخمدان
تخمدان که به عنوان یک بافت چند سلولی ناهمگن عمل می‌کند، ارتباطات بین سلولی پیچیده و هماهنگی دارد. مدت‌هاست که محققان به اهمیت تعامل بین سلول‌های سوماتیک زایا و تخمدان در حفظ تخمدان منظم و ارتقای تخمدان پی برده‌اند. فعل و انفعالات بین FGCs و سلول‌های سوماتیک جنین برای رشد تخمدان بسیار مهم است. ارتباط دو طرفه بین تخمک‌ها و GC ها برای تشکیل فولیکول‌های اولیه و فولیکولوژنز ضروری است. رشد و تمایز تخمک‌ها به پشتیبانی ارائه شده توسط GCها بستگی دارد، که می‌تواند طیف گسترده‌ای از عملکردهای تخمک را تنظیم کند، از جمله متابولیسم، توقف و از سرگیری میوز، و بازآرایی اسکلت سلولی. برعکس، تخمک می‌تواند تکثیر و تمایز GCها را تنظیم کند. GCها و تخمک‌ها می‌توانند از طریق روش‌های سیگنال‌دهی مختلف، مانند تماس مستقیم، برهم‌کنش‌های لیگاند-گیرنده، مسیرهای سیگنال‌دهی پاراکرین، اتصالات شکاف و سایر تماس‌های اتصالی از طریق برجستگی‌های فرا منطقه‌ای، اتصالات شکاف و تیروزین کینازهای گیرنده با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
روش‌های توالی‌یابی تک سلولی در سال‌های اخیر به سرعت در حال تکامل بوده‌اند، و رویکردهای چند omic می‌توانند به طور جامع مکانیسم‌های مولکولی رشد تخمدان را از نظر ژنوم، اپی ژنوم، رونوشت، پروتئوم، متابولیسم و ریزمحیط تجزیه و تحلیل کنند. استفاده از scRNA-seq به تنهایی یا در ترکیب با سایر فناوری‌های توالی یابی تک سلولی، افراد را قادر می‌سازد تا عملکرد فیزیولوژیکی و فوق آناتومی بافت تخمدان، منظم بودن رشد تخمک و شبکه مولکولی سلول-سلول را با وضوح بیشتری درک کنند. فعل و انفعالات، که برای تشخیص و درمان بیماری‌های مرتبط با تخمدان و امکان تاخیر در روند پیری تخمدان مفید است.
پایان مطلب/.