What is a potential role of the peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) in the functioning of Leydig cells?

Produkcja androgenów w męskim układzie rozrodczym odbywa się w komórkach Leydiga i kontrolowana jest przez oś podwzgórze-przysadka-jądra. Należy zaznaczyć, że kluczową rolę w procesie syntezy testosteronu pełnią białka takie jak receptor LHR, kinaza białkowa PKA, a także białka StAR i TSPO oraz enzym P450scc. Badania receptorów aktywowanych proliferatorami peroksosomów (PPAR) wykazały ich kluczową rolę w procesie regulacji metabolizmu tłuszczów. W literaturze istnieją doniesienia o zaangażowaniu receptorów PPAR w procesy syntezy hormonów steroidowych w komórkach epitelialnych okrężnicy, komórkach steroidogennych jajnika i komórkach Sertoliego. Celem niniejszej pracy było wykazanie roli receptorów PPARα i PPARγ w procesie syntezy steroidów w komórkach Leydiga. Badania przeprowadzone zostały na linii nowotworowych komórek Leydiga myszy - MA10. Komórki inkubowane były z antagonistą receptora PPARα (GW6471) i antagonistą receptora PPARγ (T0070907). Uzyskany materiał poddany został analizie Western blot, która pozwoliła na wykazanie zmian ekspresji białek LHR, PKA, StAR, TSPO i P450scc pomiędzy grupami eksperymentalnymi a kontrolą. W celu uwidocznienia powyższych białek w komórkach przeprowadzono analizę immunocytochemiczną. W wyniku blokowania aktywności PPARα i PPARγ analiza Western blot i ocena densytometryczna uzyskanych wyników wykazała obniżenie poziomu białek StAR i TSPO oraz wzrost poziomu ekspresji enzymu P450scc. Zastosowanie antagonisty PPARγ skutkowało także spadkiem poziomu ekspresji receptora LHR. Natomiast wzrost poziomu ekspresji kinazy białkowej PKA obserwowano jedynie po zastosowaniu antagonisty PPARα. Nie obserwowano zmian ekspresji PKA w wyniku traktowanie komórek antagonistą PPARγ. Analiza immunocytochemiczna nie wykazała zmian w rozmieszczeniu badanych białek, natomiast obserwowano ich zróżnicowaną immunoekspresję. Otrzymane wyniki dowodzą roli izoformy α i γ receptora PPAR w regulacji procesu biosyntezy testosteronu w komórkach Leydiga myszy.

In the male reproductive system androgen are produced in Leydig cells, which is controlled by the hypothalamic-pituitary-testis axis. Notably, proteins such as luteinizing hormone receptor (LHR), protein kinase A (PKA) as well as StAR, TSPO, and P450scc play a crucial role in testosterone production. Studies of the peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) highlight their importance in regulation of the fat metabolism. Additionally, it is suggested that PPARs might be involved in the steroid hormone synthesis in epithelial cells of the colon, ovarian steroidogenic cells and Sertoli cells. Presented work aimed to demonstrate involvement of PPARα and PPARγ receptors in the synthesis of steroid hormones in Leydig cells. Mouse Leydig tumor cell line (MA10) was used for experiments. The cells were incubated with an antagonist of PPARα (GW6471) or antagonist of PPARγ (T0070907). Obtained samples were subsequently analyzed by Western blot, which allowed to compare changes in the protein expression level of LHR, PKA, StAR, TSPO, and P450scc between experimental and control groups. Further, subcellular localization of the studied proteins was demonstrated using immunocytochemistry. Following PPARα and PPARγ antagonists densitometric analysis of the Western blot data shows decrease of the protein levels for StAR and TSPO and increase for P450scc enzyme. Additionally, treatment of the cells with PPARγ antagonist resulted indecreased expression level of LHR, whereas treatment with PPARα antagonist resulted elevated PKA expresion level. No significant effect on PKA level was noted after incubation of the cells with PPARγ. In contrast immunocytochemical analysis shows no change in subcellular localization of the proteins, however diferential immunoexpresion was obserwed following antagonist addition. In conclusion, presented results emphasize the role of PPAR isoforms α and γ in testosterone biosynthesis in Leydig cells.