Molekularbiologische Untersuchung des CAG-Repeats des humanen Androgenrezeptors und Korrelation mit der Histologie der Spermatogenese - Ist das CAG-Repeat ein molekularer Marker für männliche Infertilität?
In der vorliegenden Doktorarbeit sollte geklärt werden, inwieweit ein Zusammenhang zwischen dem polymorphen CAG-Repeat des humanen Androgenrezeptors (AR) und a) der Histologie der ungestörten und auch gestörten Spermatogenese, b) der AR- und ABP-Expression selbst und c) der Testosteronkonzentration im Blut besteht.Das CAG-Repeat ist bekannt durch die spino-bulbäre Muskelatrophie (SBMA, Kennedy s Disease), die neben den neuro-muskulären Degenerationen mit einer Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit einhergeht. Bei dieser Erkrankung ist zudem das Vorkommen von Mosaiken bekannt, d.h. das Auftreten unterschiedlich langer CAG-Repeats im AR-Gen verschiedener Gewebe. Es stellte sich die Frage, ob auch ein moderat verlängertes, aber immer noch innerhalb der physiologischen Grenzen liegendes CAG-Repeat Einfluss auf die männliche Fertilität nehmen kann. Darüber hinaus war fraglich, ob die Bestimmung des Trinukleotidrepeats aus dem Blut als diagnostisches Werkzeug verwendet werden kann, oder ob zwischen den Kompartimenten Blut und Hoden bzw. innerhalb der Zellpopulationen im Hoden selbst ein somatisches Mosaik besteht.Deswegen untersuchten wir das CAG-Repeat nicht nur in der DNA aus Blutlymphozyten, sondern auch in den Zellpopulationen des Hodens auf DNA- und mRNA-Ebene. Einzelne Zellpopulationen konnten durch die Technik des Laser-assistierten Zellpickings (LACP) isoliert voneinander gewonnen und untersucht werden. Verwendet wurden zwei verschiedene Techniken zur Bestimmung des CAG-Repeats. Zum wurde die Fragmentlängenanalyse als Standardmethode durchgeführt, zum anderen die in diesem Zusammenhang neue native Polyacrylamidgel-Elektrophorese (PAGE). Wir konnten Folgendes mit unseren Untersuchungen zeigen: a) alle von uns bestimmten Repeats waren innerhalb der physiologischen Grenzenb) es gibt keinen Zusammenhang zwischen dem CAG-Repeat und dem histologisch definierten Spermatogenesestatusc) die AR-Expression im Hoden ist unabhängig von Spermatogenesestörungen und CAG-Repeatlänged) die ABP-Expression ist bei Spermatogenesestörungen signifikant herunterreguliert, aber ebenfalls unabhängig von der CAG-Repeatlänge e) die CAG-Repeatbestimmung innerhalb der physiologischen Grenzen ist anfällig für Störungen der Polymeraseaktivität durch Bildung von DNA-Sekundärstrukturenf) bei Patienten mit einer bunten Atrophie der Spermatogenese können Unterschiede in der CAG-Repeatlänge zwischen Sertolizellen auftreten, die aus Tubuli mit normaler und gestörter Spermatogenese stammenStörungen in der Replikation und Transkription können durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen Guanin und Cytosin bei CAG-Repeats leicht entstehen und sind als Ursache von Replikationsabbrüchen bei Bakterien und Hefen schon lange bekannt.Weitere Untersuchungen in der Arbeitsgruppe sollen klären, inwieweit auch im physiologischen Rahmen liegende CAG-Repeats die Expression von Zielgenen des AR beeinflussen können und ob es eine optimale CAG-Repeatlänge für die AR- Funktion gibt.
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