Wiedereinsetzen der Steroidbiosynthese nach Downregulation der Hodenfunktion beim Rüden : Expression von StAR-Protein, P450scc und P450c17
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Zusammenfassung
Die beiden Funktionen des Hodens Steroidbiosynthese und Spermatogenese sind hinreichend beschrieben, die Mechanismen ihrer Regulation hingegen sind komplex und noch nicht vollständig erforscht. Mittels slow-release GnRH-Implantat kann beim Rüden eine Downregulation der endokrinen und germinativen Hodenfunktion herbeigeführt werden, die nach Entfernung bzw. Wirkverlust des Implantats vollständig reversibel ist. Durch eine gezielte Verfolgung des Ingangkommens der Hodenfunktion nach Downregulation können daher neue Erkenntnisse zur Steuerung der Hodenfunktion gewonnen werden.Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das Wiedereinsetzen der Steroidbiosynthese im Verlauf der Rekrudeszenz der Spermatogenese nach Downregulation der Hodenfunktion näher zu charakterisieren. Dazu wurde bei 30 adulten Beagle-Rüden das GnRH-Implantat Gonazon® (18,5mg Azagly-nafarelin) 5 Monate nach Applikation (im Zustand der Downregulation) entfernt, wodurch das Ingangkommen der Hodenfunktion eingeleitet wurde. Ab diesem Zeitpunkt wurden jeweils 3 4 Hunde im Abstand von 3 Wochen chirurgisch kastriert und die Hoden für weiterführende Untersuchungen fixiert. Aufgrund der individuell unterschiedlich schnellen Rekrudeszenz der Spermatogenese erfolgte die Zuordnung zu 4 Entwicklungsgruppen ( developmental group , DG) anhand des histologisch am weitesten entwickelten Keimzellstadiums: DG A Spermatozyten, DG B runde Spermatiden, DG C elongierende Spermatiden, DG D elongierte Spermatiden. Statt Gonazon® kam bei 3 adulten Beagle-Rüden das GnRH-Implantat Profact® Depot (6,6 mg Buserelinacetat) zur Anwendung. Diese Rüden wurden 5 Monate nach Implantatapplikation chirurgisch kastriert. Von den o. a. Tieren wurden u. a. zum Zeitpunkt der Kastration Blutproben für die Bestimmung von Testosteron, LH und FSH entnommen. Als Kontrollgruppe (CG) dienten 5 unbehandelte, adulte Beagle-Rüden. Ergänzend dazu konnten die Hoden von 3 zur Kastration vorgestellten, 2 Monate alten, juvenilen Mischlingsrüden gewonnen werden.Zur Charakterisierung des Wiederanlaufens der Steroidbiosynthese wurden 3 wesentliche Faktoren der testikulären Steroidbiosynthese Steroidogenic Acute Regulatory- Protein (StAR-Protein), Cytochrom P450 side chain cleavage (P450scc) und Cytochrom P450 17alpha-Hydroxylase/17,20-Lyase (P450c17) gewählt, deren Expression auf mRNA-Ebene mittels qualitativer und quantitativer Polymerase-Kettenreaktion sowie auf Proteinebene mittels Immunhistochemie untersucht wurde. Daneben erfolgte eine morphologische Charakterisierung der Leydigzellen und die Bestimmung des Flächenanteils des Interstitiums auf histologischer Ebene.Mittels Western Blot wurde die Spezifität der in der Immunhistochemie verwendeten Primärantikörper im Vorfeld bestätigt, wobei aufgrund der im Vergleich zu Kontrollgewebe anderer Tierarten beobachteten Unterschiede in der molekularen Masse von einer hundespezifischen Expression von P450scc und P450c17 auszugehen ist. Die zelluläre Lokalisation der untersuchten Proteine war auf die Leydigzellen im Interstitium begrenzt, deren Zellkerngröße unter Downregulation signifikant reduziert war.Wie anhand der unter bzw. nahe der Nachweisgrenze liegenden Testosteronwerte sowie der im Vergleich zu CG signifikant reduzierten Expression von StAR-Protein, P450scc und P450c17 gezeigt werden konnte, wirkte sich die Downregulation der Hodenfunktion mittels GnRH-Implantat auf das gesamte System der Steroidbiosynthese aus. Die Verfügbarkeit aller 3 untersuchten Parameter war sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene erheblich limitiert.Nach Aufhebung der Downregulation durch Implantatentfernung fand die Aufregulation der Steroidbiosynthese unmittelbar und in einem engen Zeitfenster zwischen DG A und DG B statt, wobei Hinweise auf einen Rebound-Effekt vorliegen. Eine vollständige Steroidbiosynthese war bereits wenige Wochen nach Aufhebung der Downregulation wiederhergestellt, während die Rekrudeszenz der Spermatogenese zu diesem Zeitpunkt lediglich die Stufe der runden Spermatiden erreicht hatte. Eine vollständige Spermatogenese konnte hingegen frühestens 9 Wochen nach Implantatentfernung nachgewiesen werden.Zwischen den beiden Implantaten Gonazon® und Profact® Depot konnte zum Zeitpunkt der Downregulation kein signifikanter Unterschied festgestellt werden, der Tendenz nach war die Downregulation nach Implantation von Profact® Depot jedoch stärker ausgeprägt. In den juvenilen Hoden waren große Mengen StAR-Protein-, P450scc- und P450c17-mRNA vorhanden, auf Proteinebene dagegen war nur eine sehr geringe Expression dieser 3 Parameter nachweisbar. Die Expression der genannten Proteine im juvenilen Hoden scheint daher posttranskriptional reguliert zu werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen: http://www.dvg.net/ DVG Service