The effect of copper compounds on the expression of genes and proteins associated with copper metabolism in the gonads of sexually immature male mice with wild genotype and Atp7a (mo-ms) mutants mice

Zaburzenia homeostazy miedzi powodujące niedobór lub nadmiar miedzi w tkankach, negatywnie wpływają na funkcjonowanie organizmu. Nadmiar miedzi może przyczyniać się między innymi do wytworzenia reaktywnych form tlenu (ROS), co prowadzi do uszkodzenia struktur komórkowych. Bardzo ważne jest więc utrzymanie określonego poziomu Cu+ w środowisku komórkowym. Miejscem szczególnie narażonym na działanie ROS są gonady (jądra), w których powstają gamety. Komórki germinalne w celu utworzenia dojrzałych plemników wymagają precyzyjnej regulacji poziomu miedzi oraz ochrony antyoksydacyjnej zabezpieczającej materiał genetyczny przed uszkodzeniami. Głównym celem obecnej pracy było zbadanie wpływu nadmiaru jonów miedzi na ekspresję białek transportu miedzi i białek miedziozależnych w jądrach myszy 14˗dniowych. Eksperyment prowadzono równolegle na trzech grupach 14-dniowych samców myszy pochodzących z niekrewniaczego stada outbred. Wyróżniono trzy grupy badawcze: osobniki o genotypie dzikim, osobniki o genotypie dzikim poddane suplementacji chlorkiem miedzi (II) oraz osobniki z mutacją mosaic poddane suplementacji chlorkiem miedzi (II). Wykorzystanie myszy z mutacją mosaic pozwoliło na zbadanie wpływu akumulacji jonów miedzi w jądrach. Myszy te mają nieaktywny eksporter miedzi (białko - ATP7A). Analizy przeprowadzone w ramach tej pracy wykazały, że suplementacja miedzią w okresie wczesnopostnatalnym wpływa na ekspresję genów i białek związanych z metabolizmem miedzi w gonadzie męskiej. Wykazano również, że w gonadach dochodzi do ekspresji genów i białek zwiększających ochronę antyoksydacyjną tego organu.

Both copper excess and copper deficiency in the organs and tissues lead to disorders of copper homeostasis and have a negative effect on functioning of organs. Excess of copper can contribute to the production of free reactive oxygen species (ROS), which are harmful to the cell and resulted in damage of cell structure. Therefore it is very important to maintain a physiological copper level in the cellular environment. Gonad is an organ which is especially sensitive for destructive effects of ROS. Germinal cells to form mature sperm require precise regulation of copper level and high level of antioxidant protection. The main aim of this study was to examine the influence of excess copper on the expresion of copper transport protein and copper-dependent enzymes expresion in the testis of 14 –days old mice. The experiment was carried out parallel in three groups of 14-days old male mice, derived from outbred colony. In the present study following group of experimental animals was: wild genotype males, wild genotype males supplemented with CuCl2 and mosaic-mutants males supplemented with CuCl2. We used the mutant mice to examine the effect of copper excess to the testes. In mosaic mice, mutation in the Atp7a gene lead to inactivity of ATP7A protein which is responsible for cellular copper export. Obtained results indicated that supplementation with CuCl2 in 14-days old mice affects the expression of copper homeostasis genes and proteins. Moreover we found increase in expression of genes and antioxidant protection protein in the testes of 14 –days old CuCl2 supplemented wild genotype and mosaic mutant mice.