Eine Voraussetzung für den Erhalt der männlichen Fertilität ist die intakte Funktion der peritubulären Myofibroblasten der Samenkanälchen im Hoden und der glatten Muskelzellen des Nebenhoden (NH)-Gangs. Eine mögliche Ursache für die Unfruchtbarkeit beim Mann ist eine pathologische Veränderung der Samenkanälchen mit fibrotisch verdickter Lamina propria (LP), was zu verminderter Produktion bzw. gestörtem Transport von Spermatozoen führt.Das Signalmolekül zyklisches Guanosinmonophosphat (cGMP) ist zentraler Botenstoff für die Funktion der kontraktilen Zellen und steuert deren Relaxation. Die Wirkung von cGMP wird durch Phosphodiesterasen (PDEs) zeitlich und räumlich begrenzt. In der vorliegenden Arbeit sollten PDEs in Hinblick auf die Kontraktilität der Muskelschicht des Hodens und NH näher untersucht werden.Im Hoden konnten Isoformen aller 11 bekannten PDE-Familien nachgewiesen werden. Die Etablierung einer neuen Methode auf der Basis der Laser-Capture- Mikrodissektion (LCM) ermöglichte PDE-Transkripte zelltypspezifisch eindeutig zuzuordnen. Sowohl in normaler als auch fibrotischer LP konnten so die PDE-Isoformen PDE1A, PDE1B, PDE3B, PDE5A, PDE8A, PDE9A und PDE10A lokalisiert werden, während die Transkripte von PDE2A, PDE3A, PDE8B und PDE11A fehlten. Als Besonderheit war die PDE1C-Expression nur in normaler, aber nicht in fibrotischer, LP zu finden. Nach Kultivierung peritubulärer Zellen von fibrotischer LP wurde PDE1C aber wieder exprimiert. PDE5A-mRNA konnte in der LP und in Keimzellen, jedoch nicht in Sertoli-Zellen nachgewiesen werden. PDE8B-Transkripte zeigten sich nur in Leydig-Zellen. Zusätzlich wurde die LCM für Western Blot-Analysen etabliert. Exemplarisch wurden cGMP-generierende Enzyme und die PDE2A in isolierten Samenkanälchen nachgewiesen.Bei kultivierten peritubulärer Zellen zeigte sich, dass PDE5A und PDE1A die höchste PDE-Expression in Zellen der normalen LP aufwiesen, gefolgt von PDE1C und PDE8A, während die PDE5A in Zellen der fibrotischen LP vor allen anderen am stärksten exprimiert war. Die Expression der PDE-Isoformen wies nur geringe Unterschiede zwischen einzelnen Passagen auf. In Übereinstimmung damit konnte auch gezeigt werden, dass der myofibroblastische Phänotyp der einzelnen Zellen auf Transkript- und Proteinebene in Kultur erhalten blieb. Überraschenderweise fand sich auch bei klassischen Muskelzellen von Pulmonalarterie (HPASMCs) und Prostata (HPrSMCs) in Kultur ein solcher Myofibroblasten-Phänotyp.Im NH-Gang konnten beim Menschen PDE5A-Transkripte in der Muskelschicht, aber nicht im Epithel nachgewiesen werden. PDE3A und PDE3B fehlten beim Menschen, waren aber in der Muskelschicht des Ratten-NH zusammen mit PDE1, PDE2 und PDE5A exprimiert. Regionsabhängige Unterschiede zeigten sich für PDE1 mit einer Abnahme von Caput nach Cauda, während PDE2 im Corpus am höchsten exprimiert war. PDE3A, PDE3B sowie PDE5A waren in allen drei Abschnitten nahezu gleich stark exprimiert. Im Organbad konnte durch Einsatz spezifischer PDE-Inhibitoren die funktionelle Bedeutung dieser PDEs für die Kontraktilität des NH-Ganges gezeigt werden. Daneben konnten auch die zugehörigen cGMP-generierenden Enzyme auf Transkript- und Proteinebene sowie ihre Liganden in den NH-Abschnitten nachgewiesen werden. Die zelltypspezifische Expression und Funktion von PDE-Isoformen spricht für eine fein regulierte Steuerung des cGMP-Systems der kontraktilen Zellen von Hoden und NH mit Bedeutung für das Verständnis männlicher Infertilität und Arzneimittelnebenwirkungen. Im Gegensatz zu normaler LP fehlt die PDE1C in fibrotisch veränderter LP, wird in isolierten Zellen unter Kulturbedingungen jedoch erneut exprimiert. Dieser Befund deutet auf eine besondere Rolle dieses Enzyms beim Proliferationsgeschehen und bei der Fibroseentwicklung (nicht nur im Hoden) hin.
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