Expression des Activator of CREM in Testis (ACT) bei normaler und gestörter Spermatogenese verschiedener Spezies
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Für die Bildung befruchtungsfähiger Spermien ist eine strenge zeitliche und stadienspezifische Koordination der Genexpression während der Spermatogenese Voraussetzung. Bei der Regulation der Genexpression in haploiden Spermatiden spielt der Transkriptionsfaktor cAMP-responsive element modulator (CREM) eine entscheidende Rolle, da er über eine Bindung an die CRE-Box, die in der Promotorregion seiner Zielgene lokalisiert ist, zu einer Aktivierung für die Spermatogenese wichtiger Proteine, wie beispielsweise der Protamine, führt. Die Steuerung der transkriptionalen Aktivität von CREM erfolgt in Keimzellen im Gegensatz zu somatischen Zellen phosphorylierungsunabhängig durch den hodenspezifischen activator of CREM in testis (ACT). ACT tritt bei normaler Spermatogenese als nukleäres Protein stadienspezifisch in runden und elongierten Spermatiden auf und wird im Keimepithel mit CREM koexprimiert. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit bestand darin, erstmals die Genexpression und die Lokalisation der Transkripte von ACT bei normaler Spermatogenese sowie bei Spermatidenreifungsdefekt exemplarisch bei Mensch, Affe (Macaca fascicularis), Maus und Pferd darzustellen und in diesem Zusammenhang eine mögliche Assoziation einer abnormen Expression von ACT mit männlicher Infertilität nachzuweisen. Mittels RT-PCR und in-situ Hybridisierung (ISH) gelang es, die ACT-mRNA im Hodengewebe zell- und stadienspezifisch darzustellen. Bei normaler Spermatogenese konnte mit Hilfe der RT-PCR bei Mensch, Affe und Maus ein Amplifikat gewonnen werden, welches durch Sequenzierung eindeutig als ACT identifiziert wurde. Durch die ISH konnte bei Mensch, Affe, Maus und Pferd die ACT-mRNA in Spermatozyten des mittleren und späten Pachytäns sowie in runden Spermatiden nachgewiesen werden. Von den infertilen Männern mit Spermatidenreifungsdefekt zeigte nur ein Patient ein starkes Signal für ACT, wohingegen die restlichen Patienten sowohl bei RT-PCR als auch bei ISH lediglich ein schwaches Signal ausbildeten. Interessanterweise exprimierten auch CREM knock-out Mäuse, von denen bekannt ist, daß sie aufgrund eines Spermatogenesearrests auf der Stufe von runden Spermatiden unfruchtbar sind, nur ein schwaches Amplifikationsprodukt für ACT. ACT-mRNA war in einigen runden Spermatiden in schwacher Ausprägung nachweisbar, fehlte aber in pachytänen Spermatozyten. Die Ergebnisse dieser Studie lassen eine Rolle von CREM bei der ACT-Aktivierungvermuten. Das Fehlen bzw. die verminderte Expression von ACT bei Spermatidenarrest deuten auf eine wichtige Rolle bei der Differenzierung runder Spermatiden in befruchtungsfähige Spermien hin.Link to publications or other datasets
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Original publication in
Giessen : VVB Laufersweiler 2006