Signální dráhy a geny regulující zrání oocytů prasete

Abstract

Znovuzahájení meiózy a expanzi kumulu indukované gonadotropiny v preovulačních folikulech předchází exprese genů amfiregulin (AREG) a epiregulin (EREG), které patří do rodiny epidermálního růstového faktoru (EGF), v buňkách stěnové granulózy i kumulu. V podmínkách in vitro jsou tyto peptidy produkovány i kumulárními buňkami při stimulaci folikuly stimulujícím hormonem (FSH). FSH i peptidy podobné EGF stimulují znovuzahájení meiózy a expanzi kumulu v podmínkách in vitro aktivací široké signální sítě v kumulárních buňkách. Za účelem definovat signální dráhy, které řídí FSH- a AREG-indukovanou expanzi kumulu a znovuzahájení meiózy, byly prasečí komplexy oocyt-kumulus (COC) kultivovány se specifickými inhibitory proteinkináz. Výsledky dokumentují, že pro znovuzahájení meiózy indukované FSH (nikoliv AREG) jsou důležité PKA a MAPK14. Aktivita EGFR a MAPK3/1 je důležitá u obou způsobů stimulace. Za účelem charakterizovat efekty FSH a EGF-like peptidů na genovou expresi v kumulárních buňkách byly analyzovány transkriptomy těchto buněk pomocí mikročipů. FSH i AREG+EREG zvýšily expresi genů spojených s regulací proliferace, srážením krve a remodelací extracelulární matrix. FSH (na rozdíl od AREG+EREG) také zvýšil expresi genů kódujících klíčové transkripční faktory spojené s plodností samic. Produkce...

The gonadotropin-induced resumption of meiosis and cumulus expansion in preovulatory follicles is preceded by expression of epidermal growth factor (EGF)-like factors, amphiregulin (AREG) and epiregulin (EREG), in mural granulosa and cumulus cells. In vitro, the EGF-like peptides are also produced in cumulus cells upon stimulation by FSH. Both FSH and the EGF-like peptides stimulate resumption of meiosis and cumulus expansion in vitro via activation of a broad signaling network in cumulus cells. To define signaling pathways that drive FSH- and AREG-induced cumulus expansion and meiotic resumption, in vitro cultured pig cumulus-oocyte complexes (COCs) were treated with specific protein kinase inhibitors. The results document that FSH-stimulated, but not the AREG-stimulated resumption of meiosis, depends on the PKA and MAPK14 activities; both modes of stimulation require activation of EGFR and MAPK3/1. To characterize the effects of FSH and EGF-like peptides on gene expression in cumulus cells, transcriptomes of cumulus cells were analysed using microarray approach. Both FSH and AREG+EREG increased the expression of genes associated with regulation of cell proliferation, blood coagulation and extracellular matrix remodeling. In contrast to AREG+EREG, FSH also increased the expression of genes coding...