Untersuchungen zur Rolle des Prostaglandin Systems in der Regulation der Corpus Luteum Funktion der Hündin durch Erfassung der Expression von Cyclooxygenase 1 und -2 (Cox1,-2), Prostaglandin F2alpha Synthase (PGFS), Prostaglandin E2 Synthase (PGES) und Prostaglandin F2alpha Rezeptor (PGFR)
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Zusammenfassung
Anders als bei landwirtschaftlichen Nutztieren wird beim nicht graviden Hund die Rückbildung der CL nicht durch ein Luteolysin uterinen Ursprungs (PGF2alpha) verursacht. Bei der graviden Hündin dagegen weist der parallel zur präpartalen Luteolyse auftretende PGF2alpha-Anstieg möglicherweise auf einen funktionalen Zusammenhang hin. In vorliegenden Untersuchungen wurde daher der Frage nachgegangen, ob bei der nicht graviden Hündin im CL produzierte Prostaglandine (PG) als parakrine und/oder autokrine Regelfaktoren eine Rolle bei der Rückbildung der CL spielen können. Dazu wurden auf CL Ebene die Expression der Cyclooxygenase 1 und -2 (Cox1, Cox2) der Prostaglandin F2alpha- und Prostaglandin E2- Synthase (PGFS und PGES) und des Prostaglandin F2alpha- Rezeptor (PGFR) an den Tagen 5, 15, 25, 35, 45 und 65 post ovulationem charakterisiert. Den Untersuchungen zur Erfassung der 3beta Hydroxysteroid-Dehydrogenase (3betaHSD) lag die Überlegung zugrunde, dass die Expression dieses Schlüsselenzyms der Steroidbiosynthese sowohl als Parameter zur Charakterisierung des Funktionszustandes der Luteinzellen herangezogen werden kann, als auch einen Endpunkt einer die Progesteronsekretion kontrollierenden Reaktionskaskade darstellen könnte. Die Untersuchungen zur Expression von Cox 1 und -2 erfolgten auf mRNA-Ebene mittels qualitativer und quantitativer RT-PCR. Die Lokalisation der Cox2 erfolgte auf mRNA Ebene mittels in situ one-step RT-PCR und auf Proteinebene mittels Immunhistochemie (IHC). Da die hundespezifischen Sequenzen von PGFS, PGES, PGFR und 3betaHSD bislang nicht bekannt waren, wurden diese zunächst kloniert und sequenziert (SMART RACE PCR und "homology cloning"). Die ermittelten Sequenzen wurden in die Genbank eingetragen (Eintragsnummern: AY875970 für PGFS, EF063141 für PGES, DQ138060 für PGFR, AY739720 für 3betaHSD). Die weiteren Untersuchungen erfolgten mittels qualitativer und quantitativen RT-PCR.Die Lokalisation der Expression der 3betaHSD und des PGFR erfolgte auf mRNA- Ebene mittels in situ Hybridisierung (ISH), die 3betaHSD wurde auch noch auf Proteinebene mittels IHC erfasst. Der mehr oder weniger gleich bleibende Expressionsverlauf der Cox1 wird dahingehend interpretiert, dass Cox1 die klassische Funktion eines Housekeeping-Genes ausübt; die erniedrigte Expression des Enzyms am Tag 5 p.o. wird auf die sehr hohe Expression der Cox2 zum selben Zeitpunkt zurückgeführt und mit einem Shift in der Bereitstellung von Enzymen zugunsten Cox2 erklärt. Die Expression von Cox2 sank nach einem Höchstwert am Tag 5 p.o. deutlich ab (p < 0,05), am Tag 15 p.o. wurde nur noch weniger als die Hälfte der Ausgangskonzentration gemessen; ab Tag 25 p.o. blieben die Werte in unteren Messbereich. Immunhistochemie und in situ one-step RT-PCT haben die Expression der Cox2 in dem Zytoplasma der Luteinzellen an den Tagen 5 und 15 p.o. lokalisiert. Auch die Expression der PGES war zu Beginn des Diöstrus am stärksten (Tag 15 p.o.) und zeigte einen signifikanten Abfall bis zu den Tagen 45 und 65 p.o.. Eine Expression der PGFS konnte dagegen zu keinem Zeitpunkt nachgewiesen werden.Der zeitliche Verlauf der Expression von Cox2 und PGES lässt die Folgerung zu, dass den lokal im CL produzierten Prostaglandinen (E-Reihe) eine luteotrope Wirkung bei der Anbildung der CL zukommen könnte. Die fehlende Expression von PGFS zeigt, dass das canine CL nicht in der Lage ist, PGF2alpha direkt aus PGH2 via PGFS zu produzieren. Die Expression des PGFR stieg bis Tag 25 p.o. an, und blieb danach mehr oder weniger konstant. Dies wird als eine konstitutive Expression des PGFR im caninen CL im Verlauf des Diöstrus interpretiert, was die dosisabhängige Empfänglichkeit des CL gegenüber exogen verabreichtem PGF2alpha erklären würde. Die ausschliessliche Lokalisation der Expression der PGFR-mRNA in den Luteinzellen zeigt, dass diese das einzige Target für PGF2alpha im CL darstellen. Die Expression der 3betaHSD im CL war erwartungsgemäss positiv mit der Progesteron-Konzentration im peripheren Blut korreliert. Sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene waren die stärksten Signale am Anfang der CL-Phase vorhanden. Der sich anschließende Abfall der Expression bis zum Ende der Beobachtungsperiode entsprach der sinkenden Progesteronproduktion am Ende des Diöstrus. Die IHC und ISH haben die Expression der 3betaHSD auschließlich im Zytoplasma der Luteinzellen lokalisiert.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Lollar : Rosenbaum 2007 (Reproduction in Domestic Animals 39 (2004) S. 232-240; Theriogenology 66 (2006) S. 1432-1430; Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology 101 (2006) S. 254-262 )