Die Induktion der Akrosomreaktion im bovinen System unter Verwendung der physiologischen Induktoren Progesteron und synthetischer ZP3 Peptide

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Induktion der Akrosomreaktion an kryokonservierten bovinen Spermatozoen untersucht. Es wurden kryokonservierte bovine Spermatozoen und optimierte Kapazitationsmedien eingesetzt, um die bestmögliche Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu erreichen. Die Akrosomreaktion wurde mit dem als physiologischen Induktor bekannten Progesteron induziert. In Übereinstimmung mit Literaturangaben liegt die maximale Wirkungsstärke nach Induktion mit Progesteron bei ca. 25-30% lebender akrosomreagierter Spermatozoen. Dieser Effekt wurde mit Konzentrationen >1µM Progesteron erreicht. Dementsprechend kann die durch Progesteron induzierte Akrosomreaktion als Rezeptor gesteuert interpretiert werden. Mit diesen Vorversuchen stand ein Testsystem zur Verfügung, welches es ermöglichte reproduzierbar andere Substanzen hinsichtlich ihrer Potenz die Akrosomreaktion zu induzieren zu testen. Es ist bekannt, dass Zona pellucida Proteine die Akrosomreaktion induzieren können. Um dies im bovinen System zu überprüfen, wurde ein ZP3-6 Peptid synthetisiert, dass einem hochkonservierten Sequenzabschnitt im Säuger-ZP3-Protein entspricht. Nach Untersuchungen zur Dosisfindung zeigte sich, dass die Akrosomreaktion mit ähnlichen Konzentrationen wie sie aus den Experimenten mit Progesteron bekannt waren induziert werden konnte. Eine weitere Parallele zum Progesteron bot die beobachtete Sättigungscharakteristik. Durch Konzentrationen >1µM stieg der Anteil lebender akrosomreagierter Spermatozoen nicht weiter an, und auch die maximale Wirkungsstärke entsprach der bei der Induktion durch Progesteron beobachteten Konzentration. In ergänzenden Experimenten wurde untersucht, ob weitere Proteine an der Signaltransduktion der rezeptor-vermittelten Spermatozoen-Eizell-Interaktion beteiligt sind. Hier konnte gezeigt werden, dass eine Induktion der Akrosomreaktion der Spermatozoen nach Vorbehandlung mit Pertussistoxin nicht mehr möglich war. Dies ist Hinweis dafür, dass auch bei bovinen Spermatozoen Pertussistoxin-sensitive G-Proteine (Gi Subklasse) am Signaltransduktionsmechanismus beteiligt sind. Die Induktion der Akrosomreaktion durch Progesteron konnte mit einer Vorbehandlung durch Pertussistoxin nicht beeinflusst werden. Dies bedeutet, dass im bovinen System die Signaltransduktion nach Rezeptor-Ligandenbindung anders weiter vermittelt wird als bei der ZP3-induzierten akrosomalen Exozytose.