Veränderungen der peritubulären Muskulatur im Hoden bei Polysialyltransferase-defizienten Mäusen

Abstract

In Strukturen des männlichen Reproduktionstraktes kommen Polysialylierungen während der fetalen und postnatalen Entwicklung vor und beeinflussen diese. Die primär aus unserer Arbeitsgruppe hervorgegangen Erkenntnisse führten zum gesteigerten Interesse an den in dieser Arbeit untersuchten postnatalen Polysialyltransferase-defizienten (st8sia2-/-; st8sia4-/- und st8sia2+/-; st8sia4-/-) Mäusen (Tag 9,5). Durch hauptsächlich immunhistochemische Untersuchungen konnten erstmals testikuläre Veränderungen der Muskulatur aufgrund des Verlustes von PolySia gezeigt werden. Bezüglich der Expression des generellen Muskelstrukturproteins SMA zeigte sich in der Knockout-Gruppe (KO) im Vergleich zu den Wildtypen (WTs) und Heterozygoten (HTs) nur eine geringgradig schwächere Intensität der peritubulären Muskelzellen. Deutlich ausgeprägter war der Unterschied zwischen den Knockouts einerseits und den Wildtypen sowie Heterozygoten andererseits bei der Nutzung von Antikörpern gegen Calponin, einem als Muskeldifferenzierungsmarker bekanntem Protein. Bei einer weiteren immunhistochemischen Färbung unter Verwendung von Antikörpern gegen das relaxationsrelevante Protein PKG I, zeigte sich ein kompletter Verlust der PKG I-Färbung in den peritubulären Muskelzellen der Knockouts sowie eine stark abgeschwächte Färbung bei den Heterozygoten. Es zeigten sich keine morphologischen Unterschiede in den drei Gruppen; lediglich ein verbreitertes Interstitium konnte in den Knockouts (führend) und Heterozygoten festgestellt werden. Dies ist wahrscheinlich auf das Fehlen von PKG I zurückzuführen. Im Unterschied zu den peritubulären Muskelzellen zeigten die glatten Muskelzellen der Blutgefäße eine starke Immunreaktion für alle Muskelzellmarker sowohl bei den WTs, HTs als auch KOs. Statistische Auswertungen der Proliferation der peritubulären Muskelzellen ließen eine signifikant stärkere Proliferation in der Knockout-Gruppe im Vergleich zu den Wildtypen erkennen. Insgesamt zeigten die Ergebnisse eine geringere Muskelzelldifferenzierung in der frühen postnatalen Entwicklung bei fehlendem PolySia selektiv bei den peritubulären Muskelzellen im Unterschied zu den Gefäßmuskelzellen. Zusammen mit der erhöhten Proliferationsrate der peritubulären Muskelzellen spricht dies für einen synthetischen Muskelzelltyp beim Knockout im Unterschied zu einem kontraktilen Muskelzelltyp beim Wildtyp. Eine so stark erhöhte Proliferation der peritubulären Muskelzellen in der Knockout-Gruppe im Vergleich zum Wildtyp kann als Hinweis auf eine eingeschränkte Spermatogenese während der weiteren Entwicklung hindeuten. Die beim Menschen auftretende pathologisch veränderte peritubuläre Muskelschicht in Zusammenhang mit Spermatogenesestörungen und Infertilität wird allgemein für einen unbedeutenden sekundären Effekt gehalten. In der aktuellen Arbeit finden sich Argumente dafür, dass die gestörte Muskelzellschicht auch ursächlich für die Keimzellstörung sein kann.