Rola androgenów w regulacji funkcji jajnika świni w okresie neonatalnym i postnatalnym

Rola androgenów w regulacji funkcji jajnika świni w ...

Bibliographic description

title:	Rola androgenów w regulacji funkcji jajnika świni w okresie neonatalnym i postnatalnym
alternative title:	The role of androgens in the regulation of porcine ovarian functions during neonatal and postnatal development
author:	Grzesiak Małgorzata
reviewer:	Bilińska Barbara , Kotwica Genowefa
advisor:	Słomczyńska Maria
institution:	Uniwersytet Jagielloński. Wydział Biologii i Nauk o Ziemi. Instytut Zoologii. Katedra Fizjologii Zwierząt. Zakład Endokrynologii
place of creation:	Kraków
date of submittion :	2011-09-26
pages:	[1], 160
callnumber :	Dokt. 2011/182
notes:	Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ. Małgorzata Grzesiak podpisana: Małgorzata Durlej
language:	Polish
abstract in polish:	Androgeny regulują ekspresję genów w komórkach docelowych poprzez interakcje z receptorami androgenowymi. Dotychczasowe badania wykazały obecność receptora androgenowego oraz cytochromu P450c17 w płodowym jajniku świni, co świadczy, że jest on tkanką docelową dla androgenów lub ich antagonistów, ale także potencjalnym miejscem syntezy tych steroidów. Celem niniejszej pracy było określenie roli androgenów w regulacji funkcji jajnika świni w okresie neonatalnym i postnatalnym po zastosowaniu antyandrogenu, flutamidu, w odniesieniu do wybranych genów androgenozależnych (FSHR, Cx43, AQP5), które są istotne dla prawidłowego rozwoju i funkcjonowania jajnika. Przeprowadzone doświadczenie polegało na nastrzykiwaniu flutamidem (50 mg/kg masy ciała) ciężarnych świń w krytycznych dniach ciąży: od 20 do 28 lub od 80 do 88 dnia po zapłodnieniu, oraz prosiąt od 2 do 10 dnia po urodzeniu. Materiał do badań stanowiły jajniki pobrane od prosiąt w 2 dniu po urodzeniu oraz jajniki dojrzałych płciowo świń. Analiza morfologiczna jajników zwierząt nowonarodzonych wykazała obecność mniej zawansowanych w rozwoju struktur jajnikowych (gniazda komórek płciowych, pęcherzyki pierwotne) w stosunku do kontroli. W oparciu o analizę Real-time PCR, stwierdzono obniżoną ekspresję genów FSHR i Cx43 na poziomie mRNA, wskazując na działanie androgenów we wczesnych etapach rozwoju jajnika i folikulogenezy u świni. W pęcherzykach przedantralnych wyizolowanych z jajników dojrzałych płciowo świń stwierdzono obniżoną immunoekspresję białka Ki-67 świadczącą o ograniczeniu aktywności proliferacyjnej komórek ziarnistych. Przeprowadzona reakcja TUNEL nie potwierdziła natomiast ich apoptozy. Zmniejszona ilość transkryptu dla Cx43 oraz spadek ekspresji białka Cx43 w wyniku iniekcji flutamidu od 80 dnia ciąży i od 2 dnia po urodzeniu wskazują, że obniżony indeks proliferacji komórek ziarnistych jest ściśle związany z zaburzeniem komunikacji międzykomórkowej w pęcherzyku przedantralnym. W pęcherzykach antralnych wyizolowanych z jajników dojrzałych płciowo świń obserwowano znaczny wzrost immunoekspresji białka Ki-67, zarówno w komórkach ziarnistych, jak i komórkach osłonki wewnętrznej, we wszystkich badanych grupach. Wysoka aktywność proliferacyjna korelowała z zahamowaniem apoptozy komórek ziarnistych. Wyraźny wzrost ilości transkryptu i białka FSHR dowodzi zwiększonej stymulacji przez FSH. Wyjaśnia to podwyższoną ekspresję genu CYP19A1 oraz wzrost stężenia estradiolu w homogenatach pęcherzyków antralnych po ekspozycji na flutamid od 2 dnia po urodzeniu. Przewaga proliferacji nad apoptozą może być także wynikiem zwiększonej ekspresji mRNA i białka Cx43 po podaniu flutamidu od 80 dnia ciąży i od 2 dnia po urodzeniu. Za pomocą testu „swelling assay” stwierdzono pozytywny wpływ testosteronu na aktywność akwaporyn w komórkach ziarnistych pęcherzyków jajnikowych świni. Zaobserwowano także obniżenie ilości transkryptu i białka AQP5 w pęcherzykach antralnych po zastosowaniu flutamidu. Uzyskane wyniki dowodzą, że androgeny mogą być ważnymi regulatorami formowania antrum i płynu pęcherzykowego w pęcherzyku jajnikowym świni, poprzez wpływ na ekspresję akwaporyn. W jajniku dojrzałej płciowo świni, obok prawidłowo zbudowanych ciałek żółtych, obserwowano ciałka żółte o charakterze cyst. Neonatalne zastosowanie flutamidu spowodowało obniżenie ekspresji Cx43, 3b-HSD oraz spadek stężenia progesteronu w homogenatach ciałek żółtych. Prezentowane badania dowodzą, że komunikacja pomiędzy komórkami lutealnymi odpowiada za ich funkcje steroidogenne. Podsumowując uzyskane wyniki można stwierdzić, że zablokowanie receptora androgenowego poprzez prenatalne lub neonatalne iniekcje flutamidu wpływa na rozwój i funkcjonowanie pęcherzyków jajnikowych i ciałka żółtego u dorosłych świń.
abstract in english:	Androgens acting via androgen receptors (ARs) govern expression of various genes in target tissues. Recently, we have demonstrated the presence of ARs in the porcine fetal ovary at different days of gestation, which suggests a capacity to respond to androgens and/or antiandrogenic factors during that period. Moreover, P450c17 localized in the fetal porcine ovary indicates the potential sites of androgens synthesis. The current study was conducted to determine whether gestational or neonatal exposure to the antiandrogen flutamide influeces FSHR, Cx43 and AQP5 gene expression in the neonatal and adult porcine ovary. The androgen deficiency during the prenatal and neonatal windows may alter FSHR, Cx43 and AQP5 expression, leading to the abnormal folliculogenesis in adult pig ovaries and disturbed corpus luteum (CL) function. Flutamide (50 mg/kg body weight) was injected into pregnant gilts between days 20 and 28 or days 80 and 88 of gestation, and into female piglets between days 2 and 10 postnatally. The ovaries were collected from 2-day-old piglets or sexually mature pigs, treated and non-treated (control) ones. Following flutamide exposure during pregnancy we observed less advanced ovarian stuctures (oocyte nests, primordial follicles) in the neonatal ovaries when compared to the controls. Additionally, FSHR and Cx43 mRNA were down-regulated after flutamide exposure. These results confirm the notion that androgens play a crucial role at the early stages of porcine folliculogenesis. The diminished expression of FSHR and Cx43 in the primary follicles following late gestational flutamide treatment suggests their role in the activation of follicular development in pigs and may result in delayed folliculogenesis. In preantral follicles from adult pig ovaries, Ki-67 immunoexpression was decreased after flutamide administration. On the other hand, TUNEL reaction did not reveal any apoptotic granulosa cells. Cx43 mRNA was down-regulated and Western-blot analysis showed a decreased expression of Cx43 protein in preantral follicles. Thus, we assume a close relationship between low proliferative activity and diminished Cx43 expression. In large antral follicles from adult pig ovaries, isolated from animals following maternal and neonatal flutamide administration Ki-67 immunoexpression in granulosa and theca cells was significantly higher than in the controls. High proliferative activity correlated with a low number of apoptotic granulosa cells. Moreover, an increased mRNA and protein FSHR levels and CYP19A1 gene expression led to the elevated estradiol concentration observed following neonatal flutamide exposure. The increase in Cx43 mRNA and protein expression after late gestational and neonatal flutamide administration may also induce raised proliferative activity of granulosa cells. Furthermore, the swelling assay revealed that testosterone produced a swelling of granulosa cells in hypotonic solution, which was abolished by the anti-androgen hydroxyflutamide. In large antral follicles isolated from ovaries of animals postnatally exposed to flutamide we showed a decline of AQP5 mRNA and protein. In addition to properly formed CLs in each examined ovary, we found the cysts of corpus luteum following neonatal flutamide administration. In luteal tissues, Cx43 and 3b-HSD expression, and progesterone concentration were lower than in the controls. Overall, these results suggest substantial involvement of androgens in the regulation of pig ovarian development. This manifests by alterations of FSHR, Cx43 and AQP5 gene expression induced by administration of flutamide during particular prenatal and neonatal periods what entails disturbed porcine follicle development, as well as CL formation and function.
keywords in polish:	flutamid, FSHR, koneksyna 43, jajnik, świnia
keywords in english:	flutamide, FSHR, connexin 43, ovary, pig
affiliation:	Wydział Biologii i Nauk o Ziemi : Instytut Zoologii
type:	dissertation, thesis