Studie enthüllt Hinweise zum Geheimnis des nackten Maulwurfs

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Nacktmulle ihr ganzes Leben lang Eier produzieren, was das Dogma widerlegt, dass weibliche Säugetiere über eine begrenzte Eierstockreserve verfügen

Universität Pittsburgh

Bild: Ein Nacktmullweibchen (Heterocephalus glaber).mehr sehen

Bildnachweis: UPMC

Im Gegensatz zu Menschen und anderen Säugetieren, deren Fruchtbarkeit mit zunehmendem Alter abnimmt, können sich Nacktmulle während ihrer bemerkenswert langen Lebensspanne fortpflanzen. Eine neue Studie, die heute in Nature Communications veröffentlicht wurde, wirft Licht auf einzigartige Prozesse, die den Nagetieren scheinbar ewige Fruchtbarkeit verleihen, Erkenntnisse, die schließlich auf neue Therapien für Menschen hinweisen könnten.

„Nackte Maulwürfe sind die seltsamsten Säugetiere“, sagte Hauptautor Miguel Brieño-Enríquez, MD, Ph.D., Assistenzprofessor am Magee-Womens Research Institute und der Abteilung für Geburtshilfe, Gynäkologie und Reproduktionswissenschaften der University of Pittsburgh School of Medicine . „Sie sind die langlebigsten Nagetiere, sie erkranken fast nie an Krebs, sie empfinden keine Schmerzen wie andere Säugetiere, sie leben in unterirdischen Kolonien und nur die Königin kann Kinder bekommen.“ Aber das Erstaunlichste für mich ist, dass sie nie aufhören, Kinder zu bekommen – ihre Fruchtbarkeit nimmt mit zunehmendem Alter nicht ab. Wir wollen verstehen, wie sie das machen.“

Bei den meisten Säugetieren, einschließlich Menschen und Mäusen, werden Weibchen mit einer begrenzten Anzahl an Eizellen geboren, die in der Gebärmutter durch einen Prozess namens Oogenese produziert werden. Da dieser begrenzte Vorrat an Eizellen mit der Zeit abnimmt – einige werden während des Eisprungs freigesetzt, die meisten sterben jedoch einfach ab – nimmt die Fruchtbarkeit mit zunehmendem Alter ab.

Im Gegensatz dazu können sich Nacktmullköniginnen bis ins hohe Alter fortpflanzen, was darauf hindeutet, dass die Nagetiere über spezielle Prozesse verfügen, um ihre Eierstockreserven zu erhalten und eine nachlassende Fruchtbarkeit zu vermeiden.

„Dafür gibt es drei Möglichkeiten: Sie werden mit vielen Eizellen geboren, es sterben nicht so viele dieser Zellen ab, oder sie bilden nach der Geburt weitere Eizellen“, sagte Brieño-Enríquez. „Meine Lieblingshypothese ist, dass sie einen Cocktail aus allen dreien verwenden.“

Tatsächlich fanden Brieño-Enríquez und seine Mitarbeiter Beweise für jeden der drei Prozesse.

Die Forscher verglichen Eierstöcke von Nacktmullen und Mäusen in verschiedenen Entwicklungsstadien. Trotz ihrer ähnlichen Größe werden Mäuse höchstens vier Jahre alt und zeigen einen Rückgang der Fruchtbarkeit um neun Monate, während Nacktmulle eine Lebenserwartung von 30 Jahren oder mehr haben.

Sie fanden heraus, dass weibliche Nacktmulle im Vergleich zu Mäusen außergewöhnlich viele Eizellen haben und dass die Absterberate dieser Zellen niedriger war als bei Mäusen. Beispielsweise hat ein Nacktmullweibchen im Alter von 8 Tagen durchschnittlich 1,5 Millionen Eizellen, etwa 95-mal mehr als gleichaltrige Mäuse.

Am bemerkenswertesten ist, dass die Studie ergab, dass die Oogenese bei Nacktmullen postnatal stattfindet. Eivorläuferzellen teilten sich aktiv bei 3 Monate alten Tieren, und diese Vorläufer wurden bei 10 Jahre alten Tieren gefunden, was darauf hindeutet, dass die Oogenese ihr ganzes Leben lang andauern könnte.

„Dieser Befund ist außergewöhnlich“, sagte der leitende Autor Ned Place, Ph.D., MD, Professor am Cornell University College of Veterinary Medicine. „Es stellt das Dogma in Frage, das vor fast 70 Jahren etabliert wurde und besagte, dass weibliche Säugetiere vor oder kurz nach der Geburt mit einer begrenzten Anzahl an Eizellen ausgestattet sind, ohne dass danach irgendwelche Ergänzungen zur Eierstockreserve vorgenommen werden.“

Nacktmulle leben in Kolonien von mehreren Dutzend bis Hunderten von Individuen. Wie Bienen oder Ameisen teilen sich die Koloniemitglieder Aufgaben auf, darunter die Verteidigung, das Graben von Tunneln, die Pflege der Jungen und das Sammeln von Nahrung. Nur das einzige dominante Weibchen in einer Kolonie kann sich fortpflanzen, und sie unterdrückt die Fortpflanzung anderer Weibchen, um ihren Königinnenstatus aufrechtzuerhalten.

„Im Gegensatz zu Bienen oder Ameisen wird ein weiblicher Nacktmull nicht als Königin geboren“, erklärte Brieño-Enríquez. „Wenn die Königin stirbt oder aus der Kolonie entfernt wird, konkurrieren untergeordnete Weibchen darum, ihren Platz einzunehmen und reproduktiv aktiviert zu werden. Jedes Mädchen kann Königin werden.“

Um mehr über diesen Prozess zu erfahren, entfernten die Forscher drei Jahre alte Weibchen aus der Kolonie, um die Fortpflanzungsaktivierung zu fördern, und verglichen diese neuen Königinnen mit untergeordneten Weibchen. Sie fanden heraus, dass nicht brütende Untergebene Eivorläuferzellen in ihren Eierstöcken hatten, die Zellen jedoch erst nach dem Übergang zur Königin zu teilen begannen.

„Das ist wichtig, denn wenn wir herausfinden, wie sie dazu in der Lage sind, könnten wir möglicherweise neue Angriffspunkte für Medikamente oder Techniken entwickeln, die der menschlichen Gesundheit helfen“, sagte Brieño-Enríquez. „Obwohl Menschen länger leben, treten die Wechseljahre immer noch im gleichen Alter auf. Wir hoffen, das, was wir vom Nacktmull lernen, nutzen zu können, um die Funktion der Eierstöcke im späteren Leben zu schützen und die Fruchtbarkeit zu verlängern.“

„Aber der Eierstock ist mehr als nur eine Babyfabrik“, fuhr er fort. „Die Gesundheit der Eierstöcke beeinflusst das Krebsrisiko, die Herzgesundheit und sogar die Lebensdauer. Ein besseres Verständnis des Eierstocks könnte uns helfen, Wege zu finden, die allgemeine Gesundheit zu verbessern.“

Weitere Autoren, die an der Studie mitgewirkt haben, waren Mariela Faykoo-Martinez, Michael D. Wilson, Ph.D. und Melissa M. Holmes, Ph.D., alle von der University of Toronto; Meagan Goben, Patrick T. Walsh und Samia H. Lopa, Ph.D., alle aus Pitt; Diana J. Laird, Ph.D., von der University of California San Francisco; und Jennifer K. Grenier, Ph.D., Ashley McGrath, Alexandra M. Prado, DVM, Jacob Sinopoli, Kate Wagner und Paula E. Cohen, Ph.D., alle von der Cornell University.

Diese Forschung wurde von den National Institutes of Health (R00HD090289, P50HD096723 und P50HD076210), dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (RGPIN2011-402633, RGPIN 2018-04780 und RGPAS 2018-522465), dem Ontario Early Researcher Award, dem WM Keck Foundation Award, der Empire State Stem Cell Fund (C30293GG) und die Magee-Auxiliary Woman Scholar-Stiftung.

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10.1038/s41467-023-36284-8

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