Avaliação ultrassonográfica do meato acústico em cães

O propósito deste trabalho foi determinar a viabilidade da ultrassonografia para avaliar o canal auditivo externo de cães, aferindo a espessura e arquitetura da parede do conduto auditivo e bula timpânica. Foram avaliados 10 cães da raça Retriever do Labrador não portadores de otite externa. O exame foi realizado com o aparelho de ultrassonografia bidimensional e transdutor linear de 14 MHz, com todos os animais sob efeito de anestesia geral. O exame foi efetivado antes e depois do conduto ser preenchido com solução salina, promovendo uma janela acústica anecóica. A artéria maxilar foi identificada com o Doppler colorido o que facilitou a localização da bula timpânica em todos os cães. A definição da imagem da parede proximal ao transdutor foi pior quando comparada à parede distal r em todos os animais, isto devido à proximidade da parede com a face de leitura do transdutor. Nos cães que apresentavam uma maior quantidade de cerúmen a superfície do epitélio estava com uma camada hiperecóica mais evidente. A membrana timpânica não foi identificada em nenhum animal. Conclui-se que ultrassonografia é viável e deve ser mais pesquisada na contribuição diagnóstica das doenças óticas em cães.

Malformações congênitas em ruminantes no semiárido do Nordeste Brasileiro

Malformações congênitas causadas pela ingestão de Mimosa tenuiflora têm sido observadas em ruminantes no semiárido do Nordeste Brasileiro. Neste trabalho foram estudadas as malformações congênitas em ruminantes diagnosticadas entre 2000 e 2008, em municípios da Paraíba, Pernambuco e Rio Grande do Norte. Durante o período foram recebidos 1.347 materiais de ruminantes para diagnóstico, desses 47 (3,48%) foram dignosticados como malformações congênitas. Com base no tipo de malformação e na procedência do animal as malformações foram divididas em: 1) causadas pelo consumo de M. tenuiflora; e 2) malformações esporádicas, sem causa conhecida. De 418 materiais de ovinos, 21 corresponderam a malformações, sendo 18 (4,3% do total de materiais) de malformações causadas por M. tenuiflora e 3 (0,71%) de malformações esporádicas. De 434 materiais de bovinos, 14 foram diagnosticados como malformações, sendo 8 (1,84%) causadas por M. tenuiflora e 6 (1,38%) malformações esporádicas. De 495 materiais de caprinos, 12 apresentaram malformações, sendo 9 (1,81%) causadas pela ingestão de M. tenuiflora e 3 (0,6%) malformações esporádicas. As principais malformações causadas por M. tenuiflora foram artrogripose, micrognatia, palatosquise, microftalmia e hipoplasia ou aplasia unilateral ou bilateral dos ossos incisivos. As malformações esporádicas incluiram: acefalia e hermafroditismo, dicefalia e malformações de vasos intestinais em ovinos; atresia anal em três caprinos; e hidranencefalia, atresia anal, malformações de costelas com eventração, hipoplasia cerebelar e hidrocefalia, coristoma pulmonar e meningocele, e gêmeos siameses em bovinos. O caso de hipoplasia cerebelar com hidrocefalia foi negativo pela imuno-histoquímica para o vírus da diarreia viral bovina. Malformações congênitas causadas por M. tenuiflora ocorreram durante todo o ano. A maior frequência em ovinos está aparentemente associada ao consumo da planta, na primeira fase da gestação, após as primeiras chuvas, quando as ovelhas estão sendo suplementadas e a planta é o principal volumoso disponível. As malformações ocorrem principalmente nas áreas mais degradadas, onde existe maior disponibilidade da planta e menor variedade de plantas da caatinga.

Defeitos congênitos diagnosticados em ruminantes na Região Sul do Rio Grande do Sul

Foi realizado um estudo dos defeitos congênitas diagnosticados em bovinos, ovinos e bubalinos mediante revisão dos protocolos de necropsia do Laboratório Regional de Diagnóstico da Faculdade de Veterinária da Universidade Federal de Pelotas entre 1978 e 2009. A ocorrência de defeitos congênitos em bovinos, ovinos e bubalinos representou 0,88%, 0,36% e 7,54% respectivamente, de todos os materiais dessas espécies recebidos. Em bovinos os defeitos esporádicos representaram 45,83% dos diagnósticos, os hereditários 6,25%, os provavelmente hereditários 29,16% e os ambientais ou provavelmente ambientais 16,66%. Dos 48 casos de defeitos congênitos diagnosticados em bovinos 21 (43,75%) afetaram o sistema esquelético (condrodisplasia, escoliose, desvio lateral da mandíbula, fenda palatina e malformação não classificada), nove (18,75%) o sistema nervoso central (hipoplasia dos lobos frontais e olfatórios, degeneração cerebelar cortical, espinha bífida, hipomielinogênese congênita, hipermetria hereditária, hipoplasia cerebelar e paquigiria), nove (18,75%) o sistema muscular (artrogripose), três (6,25%) o sistema cardiovascular (persistência do ducto arterioso e malformação não classificada), um (2,08%) o sistema linfático (hipoplasia linfática), um (2,08%) o sistema gastrintestinal (atresia anal), e, um (2,08%) o olho (catarata congênita). Em cinco casos (10,41%) vários sistemas estavam afetados (diprosopo). Em bovinos foram diagnosticadas diversas doenças hereditárias (hipermetria hereditária, artrogripose, hipoplasia linfática) ou suspeitas de serem hereditárias (condrodisplasia). Ocorreram, também, com menor freqüência, defeitos congênitos de origem ambiental (hipomielinogenese, por carência de cobre) ou possivelmente ambiental (fenda palatina, hipoplasia cerebelar, degeneração cerebelar cortical). Todos os casos de defeitos congênitos observados em ovinos (gêmeos anômalos e aprosopia) afetaram vários sistemas e eram esporádicos. Em bubalinos todas as malformações diagnosticadas são hereditárias (artrogripose, miotonia e dermatose mecânico-bolhosa) ou suspeitas de serem hereditárias (albinismo, megaesôfago e hidranencefalia/hipoplasia cerebelar). Concluiu-se que os defeitos congênitos esporádicos têm pouca importância nas três espécies e que defeitos congênitos de causas ambientais, apesar de pouco freqüentes, podem trazer prejuízos econômicos importantes em determinadas regiões ou estabelecimentos. As doenças hereditárias são importantes não só pela mortalidade mas, também, pela possibilidade de disseminação de genes indesejáveis nas diferentes raças. Em bubalinos a alta frequência de doenças hereditárias na raça Murrah foi atribuída a alta consanguinidade do rebanho brasileiro. Medidas de controle devem ser tomadas para evitar-se a contínua disseminação, principalmente dos genes recessivos, em bubalinos e bovinos.

Defeitos congênitos em bovinos da Região Central do Rio Grande do Sul

Foram revisados casos de defeitos congênitos (DCs) diagnosticados em bovinos no Laboratório de Patologia da Universidade Federal de Santa Maria em 1964-2010. Durante o período estudado, foram examinados materiais provenientes da necropsia de 7.132 bovinos e foram encontrados 31 bezerros (0,4%) com DCs, os quais foram classificados em 34 tipos e alocados nos sistemas orgânicos primariamente afetados. Os DCs ocorriam isoladamente (19 [61,3%]) ou afetavam múltiplos sítios anatômicos (15 [28,7%]) com frequência semelhante em ambos os sexos. Como vários terneiros mostraram múltiplos DCs, um total de 53 DCs foi computado. Dos 53 DCs diagnosticados, 15 (28,3%) afetavam o sistema nervoso central (craniósquise [4], abiotrofia cerebelar [2], degeneração esponjosa [2], hidrocefalia [2], meningocele [2], espinha bífida [1], hipoplasia cerebelar [1] e hipomielinogênese [1]); nove (17,0%) afetavam o sistema urogenital (agenesia testicular [1], agenesia vaginal [1], hipoplasia peniana [1], formação de cloaca [1], freemartinismo [1], hamartoma vascular de ovário [1], hipoplasia renal [1], cistos renais [1] e úraco persistente [1]); oito DCs (15,1%) eram primários do sistema musculoesquelético (artrogripose [4], escoliose [1], plagiocefalia, [1] schistosomus reflexus [1] e diprosopia [1]); e outros oito (15,1%) foram alocados no sistema digestivo (palatosquise [3], atresia anal [1], atresia anorretal [1], atresia - anocolônica [1], fístula reto-vaginal [1] e fístula reto-uretral [1]); em cinco ocasiões (9,4%) o DC afetava o sistema cardiovascular (persistência do ducto arterioso [2], persistência do forame oval [2] e defeito do septo ventricular [1]); quatro (7,5%) afetavam o sistema linfático e consistiam de hipoplasia ou aplasia de vasos linfáticos e linfonodos associadas a linfedema. Dois casos (3,4%), de hipotricose foram observados afetando o integumento; um caso (1,9%) de estenose traqueal foi encontrado no sistema respiratório e um caso (1,9%) de bócio envolvia o sistema endócrino. Os resultados indicam que a maioria dos DCs em bovinos na Região Central do Rio Grande do sul é esporádica. No entanto, seu estudo continuado é importante para o estabelecimento de sua etiologia e controle.

Doenças de chinchilas (Chinchilla lanigera)

As doenças de chinchilas foram estudadas através da avaliação de laudos de necropsia entre janeiro de 1997 e dezembro de 2011. Em 202 chinchilas necropsiadas, 189 (93,5%) tiveram o diagnóstico determinado, e 13 (6,5%) tiveram diagnóstico inconclusivo, por ausência de lesões ou autólise acentuada. Dentre as 202 chinchilas computadas, 162 eram fêmeas (80%), 37 eram machos (18%), e em quatro chinchilas (2%) o sexo não foi anotado. As chinchilas tinham entre um dia a 12 anos de idade. As doenças foram agrupadas nas seguintes categorias: doenças inflamatórias, doenças causadas por intoxicações, doenças causadas por agentes físicos, doenças metabólicas, doenças parasitárias, doenças degenerativas, distúrbios circulatórios, neoplasmas, distúrbios do desenvolvimento e "outros distúrbios". As doenças inflamatórias foram as mais prevalentes (52 casos [25,7%]) e foram representadas por casos de gastrite (10 casos), listeriose (5 casos), septicemia (5 casos), broncopneumonia bacteriana (4 casos), enterite necrosante (4 casos), piometra (4 casos), diarreia com isolamento de Proteus sp. (3 casos), abscessos subcutâneos e em linfonodos (2 casos), endometrite (2 casos), otite (2 casos), pielonefrite (2 casos), abscesso do ligamento redondo do fígado (1 caso), pneumonia fibrinosa (1 caso), pneumonia intersticial (1 caso), hepatite e colecistite com isolamento de Salmonella sp. (1 caso), histiocitose pulmonar (1 caso), miosite linfo-histiocítica (1 caso) e um caso de dermatofitose (Trichopyton metagrophytes). O segundo grupo de doenças mais prevalentes foram as intoxicações (22,3%), representado por 45 casos de intoxicação por salinomicina. As doenças causadas por agentes físicos (21 casos [10,4%]) incluíam casos de traumas causados por outros animais (8 casos), automutilação após injeção intramuscular (8 casos), prolapso de reto (3 casos) e parto distócico (2 casos). A categoria de doenças metabólicas foi representada por 16 casos (7,9%) de lipidose hepática. As doenças parasitárias (8 casos [4%]) consistiram em infestação por pulga (4 casos), piolho (3 casos) e giardíase (1 caso). Doenças degenerativas (4 casos [2,5%]) incluíam insuficiência renal crônica (2 casos), necrose aleatória de hepatócitos (1 caso) e necrose muscular de origem desconhecida (1 caso). Os distúrbios circulatórios incluíram dois casos (0,99%) de insuficiência cardíaca congestiva. Neoplasmas foram representados por dois casos (0,99%) de adenocarcinoma gástrico. Um caso de atresia ani, associado a ausência do trato reprodutor, intestino grosso e rins policíticos representou a categoria de distúrbios do desenvolvimento (0,5%). Algumas doenças não se enquadraram nas categorias acima e foram enquadradas em "outros distúrbios" (38 casos [18,8%]). Nesta categoria, doenças dentárias foi o distúrbio mais comum, diagnosticado em 9% (18 de 202) de todas as chinchilas examinadas. Seguido por casos de hipertermia (14 casos), dois casos de anemia, dois casos de metaplasia de células adiposas do córtex da adrenal, e dois casos de mucometra.

Doenças do sistema digestório de caprinos e ovinos no semiárido do Brasil

As doenças do sistema digestório de caprinos e ovinos na região semi-árida do nordeste do Brasil foram avaliadas através de um estudo retrospectivo de 2.144 atendimentos de pequenos ruminantes no Hospital Veterinário da Universidade Federal de Campina Grande, Patos, Paraíba, no período de janeiro de 2000 a dezembro de 2011. Os registros foram revisados para determinar a ocorrência e as principais características clínicas, epidemiológicas e patológicas dessas enfermidades. De um total de 512 casos (23,9%) de distúrbios digestivos, 367 (71,7%) ocorreram em caprinos e 145 (28,3%) em ovinos. As helmintoses gastrintestinais e a coccidiose foram as doenças mais frequentes, com um total de 330 casos. Os distúrbios da cavidade ruminoreticular (acidose, indigestão simples, timpanismo, e compactação ruminal) totalizaram 94 casos. O abomaso foi afetado primária e secundariamente por úlceras. Casos de obstrução e compressão do trato gastrointestinal também foram observados. Malformações como atresia anal e fenda palatina foram registradas em ambas as espécies, sendo esta última associada à ingestão de Mimosa tenuiflora. Entre as doenças infecciosas foram observados cinco casos de ectima contagioso, dois casos de paratuberculose e dois casos de pitiose gastrointestinal. Em sete animais suspeitou-se de enterotoxemia e 31 casos foram diagnosticados como enterite inespecífica. A não utilização de práticas de controle integrado de parasitas e a utilização de alimentos inadequados durante o período de escassez de forragem contribuiu para a ocorrência de um grande número de doenças. A prática de conservação de forragens poderia reduzir substancialmente a ocorrência de distúrbios digestivos na região semiárida.

Aspectos da morfologia radiográfica do esqueleto, tórax e abdome do quati (Nasua nasua Linnaeus, 1766)

Treze quatis (Nasua nasua) oriundos do Parque Zoológico da Universidade Federal do Mato Grosso foram contidos quimicamente e submetidos a diversos procedimentos radiográficos. Foram realizadas radiografias dos membros torácicos, membros pélvicos, tórax, abdome, pescoço e crânio. As imagens obtidas foram comparadas com peça anatômica e com imagens radiográficas de caninos. Foram realizadas descrições da morfologia radiográfica de vísceras e de estruturas esqueléticas e disponibilizadas imagens das principais projeções radiográficas da espécie. As principais diferenças entre a morfologia radiográfica dos membros de quatis e de caninos ficaram limitadas às mãos e aos pés. Os quatis apresentaram 5 dígitos bem desenvolvidos com os metacarpos e os metatarsos levemente mais curtos do que os dígitos correspondentes. Essa espécie apresentou 7 vértebras cervicais, 15 torácicas, 5 vértebras lombares e 3 sacrais (fusionadas). Os seios frontais mostraram-se mais amplos, com extensão cranial entre o osso maxilar e o nasal, e numerosos septos bem evidentes. A dentição observada foi I 3/3, C1/1, P4/4, M2/2 = 40 e as principais vísceras torácicas e abdominais apresentaram aspectos anatômico e radiográfico similares às descritas para caninos.

Histopathological diagnosis of intra- and extrahepatic neonatal cholestasis

The histopathology of the liver is fundamental for the differential diagnosis between intra- and extrahepatic causes of neonatal cholestasis. However, histopathological findings may overlap and there is disagreement among authors concerning those which could discriminate between intra- and extrahepatic cholestasis. Forty-six liver biopsies (35 wedge biopsies and 11 percutaneous biopsies) and one specimen from a postmortem examination, all from patients hospitalized for neonatal cholestasis in the Pediatrics Service of Hospital de Clínicas de Porto Alegre, were prospectively studied using a specially designed histopathological protocol. At least 4 of 5 different stains were used, and 46 hepatic histopathological variables related to the differential diagnosis of neonatal cholestasis were studied. The findings were scored for severity on a scale from 0 to 4. Sections which showed less than 3 portal spaces were excluded from the study. Sections were examined by a pathologist who was unaware of the final diagnosis of each case. Bile tract permeability was defined by scintigraphy of the bile ducts and operative cholangiography. The F test and discriminant analysis were used as statistical methods for the study of the hepatic histopathological variables. The chi-square method with Yates correction was used to relate the age of the patients on the date of the histopathological study to the discriminatory variables between intra- and extrahepatic cholestasis selected by the discriminant function test. The most valuable hepatic histopathological variables for the discrimination between intra- and extrahepatic cholestasis, in decreasing order of importance, were periportal ductal proliferation, portal ductal proliferation, portal expansion, cholestasis in neoductules, foci of myeloid metaplasia, and portal-portal bridges. The only variable which pointed to the diagnosis of intrahepatic cholestasis was myeloid metaplasia. Due to the small number of patients who were younger than 60 days on the date of the histopathological study (N = 6), no variable discriminated between intra- and extrahepatic cholestasis before the age of 2 months and all of them, except for the portal expansion, were discriminatory after this age. In infants with cholestasis, foci of myeloid metaplasia, whenever present in the liver biopsy, suggested intrahepatic cholestasis. Periportal ductal proliferation, portal ductal proliferation, portal expansion, cholestasis in neoductules, portal cholestasis and portal-portal bridges suggested extrahepatic obstructive cholestasis.

Dynamic expression of desmin, α-SMA and TGF-β1 during hepatic fibrogenesis induced by selective bile duct ligation in young rats

We previously described a selective bile duct ligation model to elucidate the process of hepatic fibrogenesis in children with biliary atresia or intrahepatic biliary stenosis. Using this model, we identified changes in the expression of alpha smooth muscle actin (α-SMA) both in the obstructed parenchyma and in the hepatic parenchyma adjacent to the obstruction. However, the expression profiles of desmin and TGF-β1, molecules known to be involved in hepatic fibrogenesis, were unchanged when analyzed by semiquantitative polymerase chain reaction (RT-PCR). Thus, the molecular mechanisms involved in the modulation of liver fibrosis in this experimental model are not fully understood. This study aimed to evaluate the molecular changes in an experimental model of selective bile duct ligation and to compare the gene expression changes observed in RT-PCR and in real-time quantitative PCR (qRT‐PCR). Twenty-eight Wistar rats of both sexes and weaning age (21-23 days old) were used. The rats were separated into groups that were assessed 7 or 60 days after selective biliary duct ligation. The expression of desmin, α-SMA and TGF-β1 was examined in tissue from hepatic parenchyma with biliary obstruction (BO) and in hepatic parenchyma without biliary obstruction (WBO), using RT-PCR and qRT‐PCR. The results obtained in this study using these two methods were significantly different. The BO parenchyma had a more severe fibrogenic reaction, with increased α-SMA and TGF-β1 expression after 7 days. The WBO parenchyma presented a later, fibrotic response, with increased desmin expression 7 days after surgery and increased α-SMA 60 days after surgery. The qRT‐PCR technique was more sensitive to expression changes than the semiquantitative method.

Étude de la fonction ovarienne chez les souris déficientes des enzymes hyaluronidases

Les mammifères femelles naissent avec un très grand nombre de follicules ovariens primordiaux (104-106); par contre, la grande majorité (99%) de ces follicules n’atteignent jamais la maturité et subissent l’atrésie, principalement par l’apoptose des cellules de la granulosa. Notre laboratoire a démontré que les hyaluronidases des mammifères induisent l’apoptose des cellules de la granulosa et sont impliquées dans l’atrésie des follicules mais que cet effet apoptotique ne serait pas dû à leur activité enzymatique. Notre modèle propose que les hyaluronidases aient un rôle dans les follicules non destinés à ovuler. Le but de la présente étude est d’évaluer la folliculogénèse et la fertilité des souris déficientes de ces enzymes. Les résultats montrent que la délétion de Hyal-3 ne semble pas affecter la fonction ovarienne des souris mais qu’il pourrait y avoir un effet compensatoire par Hyal-1 chez les souris déficientes de Hyal-3 étant donné que son expression est augmentée chez ces souris. La délétion de Hyal-1 a pour effet d’augmenter le nombre des follicules primordiaux, primaires et secondaires, particulièrement chez les souris de bas âge, et de diminuer le niveau d’apoptose des cellules de la granulosa. Afin d’évaluer la fonction de Hyal-1, -2 et -3 sans effet compensatoire entre elles, nous avons voulu créer une souris déficiente des ces 3 hyaluronidases spécifiquement dans les gonades en utilisant le système Cre/loxP. Un vecteur contenant la séquence Cre sous le contrôle du promoteur de Inhibin-α, qui conduit l’expression des gènes en aval chez les cellules somatiques des gonades, a été construit avec succès. En conclusion, cette étude nous révèle que Hyal-3 ne semble pas affecter la fonction ovarienne mais que la délétion de Hyal-1 augmente la folliculogénèse et diminue l’apoptose des cellules de la granulosa.

TGF-beta superfamily members and ovarian follicle development

In recent years, exciting progress has been made towards unravelling the complex intraovarian control mechanisms that, in concert with systemic signals, coordinate the recruitment, selection and growth of follicles from the primordial stage through to ovulation and corpus luteum formation. A plethora of growth factors, many belonging to the transforming growth factor-beta (TGF-beta) superfamily, are expressed by ovarian somatic cells and oocytes in a developmental, stage-related manner and function as intraovarian regulators of folliculogenesis. Two such factors, bone morphogenetic proteins, RMP-4 and BMP-7, are expressed by ovarian stromal cells and/or theca cells and have recently been implicated as positive regulators of the primordial-to-primary follicle transition. In contrast, evidence indicates a negative role for anti-Mullerian hormone (AMH, also known as Mullerian-inhibiting substance) of pre-granulosa/granulosa cell origin in this key event and subsequent progression to the antral stage. Two other TGF-beta superfamily members, growth and differentiation factor-9 (GDF-9) and BMP-15 (also known as GDF-9B) are expressed in an oocyte-specific manner from a very early stage and play key roles in promoting follicle growth beyond the primary stage; mice with null mutations in the gdf-9 gene or ewes with inactivating mutations in gdf-9 or bmp-15 genes are infertile with follicle development arrested at the primary stage. Studies on later stages of follicle development indicate positive roles for granulosa cell-derived activin, BMP-2, -5 and -6, theca cell-derived BMP-2, -4 and -7 and oocyte-derived BMP-6 in promoting granulosa cell proliferation, follicle survival and prevention of premature luteinization and/or atresia. Concomitantly, activin, TGF-beta and several BMPs may exert paracrine actions on theca cells to attenuate LH-dependent androgen production in small to medium-size antral follicles. Dominant follicle selection in monovular species may depend on differential FSH sensitivity amongst a growing cohort of small antral follicles. Changes in intrafollicular activins, GDF-9, AMH and several BMPs may contribute to this selection process by modulating both FSH- and IGF-dependent signalling pathways in granulosa cells. Activin may also play a positive role in oocyte maturation and acquisition of developmental competence. in addition to its endocrine role to suppress FSH secretion, increased output of inhibin by the selected dominant follicle(s) may upregulate LH-induced androgen secretion that is required to sustain a high level of oestradiol secretion during the pre-ovulatory phase. Advances in our understanding of intraovarian regulatory mechanisms should facilitate the development of new approaches for monitoring and manipulating ovarian function and improving fertility in domesticated livestock, endangered species and man.

Bone morphogenetic protein (BMP) ligands and receptors in bovine ovarian follicle cells: actions of BMP-4,-6 and-7 on granulosa cells and differential modulation of Smad-1 phosphorylation by follistatin

Given the paucity of information on the potential roles of bone morphogenetic proteins (BMPs) in the ruminant ovary we conducted immunolocalization and functional studies on cells isolated from bovine antral follicles. Immunocytochemistry revealed expression of BMP-4 and -7 in isolated theca cells whereas granulosa cells and oocytes selectively expressed RMP-6. All three cell types expressed a range of BMP-responsive type-I (BMPRIB, ActRI) and type-II (BMPRII, ActRII, ActRIIB) receptors supporting autocrine/paracrine roles within the follicle. This was reinforced by functional experiments on granulosa cells which showed that BMP-4, -6 and -7 promoted cellular accumulation of phosphorylated Smad-1 but not Smad-2 and enhanced 'basal' and IGF-stimulated secretion of oestradiol (E2), inhibin-A, activin-A and follistatin (FS). Concomitantly, each BMP suppressed 'basal' and IGF-stimulated progesterone secretion, consistent with an action to prevent or delay atresia and/or luteinization. BMPs also increased viable cell number under 'basal' (BMP-4 and -7) and IGF-stimulated (BMP-4, -6 and -7) conditions. Since FS, a product of bovine granulosa cells, has been shown to bind several BMPs, we used the Biacore technique to compare its binding affinities for activin-A (prototype FS ligand) and BMP-4, -6 and -7. Compared with activin-A (K-d 0.28 +/- 0.02 nM; 100%), the relative affinities of FS for BMP-4, -6 and -7 were 10, 5 and 1% respectively. Moreover, studies on granulosa cells showed that preincubation of ligand with excess FS abolished activin-A-induced phosphorylation of Smad-2 and BMP-4-induced phosphorylation of Smad-1. However, FS only partially reversed BMP-6-induced Smad-1 phosphorylation and had no inhibitory effect on BMP-7-induced Smad-1 phosphorylation. These findings support functional roles for BMP-4, -6 and -7 as paracrine/autocrine modulators of granulosa cell steroidogenesis, peptide secretion and proliferation in bovine antral follicles. The finding that FS can differentially modulate BMP-induced receptor activation and that this correlates with the relative binding affinity of FS for each BMP type implicates FS as a potential modulator of BMP action in the ovary.

Local roles of TGF-beta superfamily members in the control of ovarian follicle development

Members of the transforming growth factor-beta (TGF-beta) superfamily have wide-ranging influences on many tissue and organ systems including the ovary. Two recently discovered TGF-beta superfamily members, growth/differentiation factor-9 (GDF-9) and bone morphogenetic protein-15 (BMP-15; also designated as GDF-9B) are expressed in an oocyte-specific manner from a very early stage and play a key role in promoting follicle growth beyond the primary stage. Follicle growth to the small antral stage does not require gonadotrophins but appears to be driven by local autocrine/paracrine signals from both somatic cell types (granulosa and theca) and from the oocyte. TGF-beta superfamily members expressed by follicular cells and implicated in this phase of follicle development include TGF-beta, activin, GDF-9/9B and several BMPs. Acquisition of follicle-stimulating hormone (FSH) responsiveness is a pre-requisite for growth beyond the small antral stage and evidence indicates an autocrine role for granulosa-derived activin in promoting granulosa cell proliferation, FSH receptor expression and aromatase activity. Indeed, some of the effects of FSH on granulosa cells may be mediated by endogenous activin. At the same time, activin may act on theca cells to attenuate luteinizing hormone (LH)-dependent androgen production in small to medium-size antral follicles. Dominant follicle selection appears to depend on differential FSH sensitivity amongst a growing cohort of small antral follicles. Activin may contribute to this selection process by sensitizing those follicles with the highest "activin tone" to FSH. Production of inhibin, like oestradiol, increases in selected dominant follicles, in an FSH- and insulin-like growth factor-dependent manner and may exert a paracrine action on theca cells to upregulate LH-induced secretion of androgen, an essential requirement for further oestradiol secretion by the pre-ovulatory follicle. Like activin, BMP-4 and -7 (mostly from theca), and BMP-6 (mostly from oocyte), can enhance oestradiol and inhibin secretion by bovine granulosa cells while suppressing progesterone secretion; this suggests a functional role in delaying follicle luteinization and/or atresia. Follistatin, on the other hand, may favor luteinization and/or atresia by bio-neutralizing intrafollicular activin and BMPs. Activin receptors are expressed by the oocyte and activin may have a further intrafollicular role in the terminal stages of follicle differentiation to promote oocyte maturation and developmental competence. In a reciprocal manner, oocyte-derived GDF-9/9B may act on the surrounding cumulus granulosa cells to attenuate oestradiol output and promote progesterone and hyaluronic acid production, mucification and cumulus expansion.(C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Intra-ovarian roles of activins and inhibins

Granulosa cells are the main ovarian source of inhibins, activins and activin-binding protein (follistatin) while germ (oogonia, oocytes) and somatic (theca, granulosa, luteal) cells express activin receptors, signaling components and inhibin co-receptor (betaglycan). Activins are implicated in various intra-ovarian roles including germ cell survival and primordial follicle assembly; follicle growth from preantral to mid-antral stages; suppression of thecal androgen production; promotion of granulosa cell proliferation, FSHR and CYP19A1 expression; enhancement of oocyte developmental competence; retardation of follicle luteinization and/or atresia and involvement in luteolysis. Inhibins (primarily inhibin A) are produced in greatest amounts by preovulatory follicles (and corpus luteum in primates) and suppress FSH secretion through endocrine negative feedback. Together with follistatin, inhibins act locally to oppose auto-/paracrine activin (and BMP) signaling thus modulating many of the above processes. The balance between activin-inhibin shifts during follicle development with activin signalling prevailing at earlier stages but declining as inhibin and betaglycan expression rise.

The global effect of follicle-stimulating hormone and tumour necrosis factor α on gene expression in cultured bovine ovarian granulosa cells

Background Oocytes mature in ovarian follicles surrounded by granulosa cells. During follicle growth, granulosa cells replicate and secrete hormones, particularly steroids close to ovulation. However, most follicles cease growing and undergo atresia or regression instead of ovulating. To investigate the effects of stimulatory (follicle-stimulating hormone; FSH) and inhibitory (tumour necrosis factor alpha; TNFα) factors on the granulosa cell transcriptome, bovine ovaries were obtained from a local abattoir and pools of granulosa cells were cultured in vitro for six days under defined serum-free conditions with treatments present on days 3–6. Initially dose–response experiments (n = 4) were performed to determine the optimal concentrations of FSH (0.33 ng/ml) and TNFα (10 ng/ml) to be used for the microarray experiments. For array experiments cells were cultured under control conditions, with FSH, with TNFα, or with FSH plus TNFα (n = 4 per group) and RNA was harvested for microarray analyses. Results Statistical analysis showed primary clustering of the arrays into two groups, control/FSH and TNFα/TNFα plus FSH. The effect of TNFα on gene expression dominated that of FSH, with substantially more genes differentially regulated, and the pathways and genes regulated by TNFα being similar to those of FSH plus TNFα treatment. TNFα treatment reduced the endocrine activity of granulosa cells with reductions in expression of FST, INHA, INBA and AMH. The top-ranked canonical pathways and GO biological terms for the TNFα treatments included antigen presentation, inflammatory response and other pathways indicative of innate immune function and fibrosis. The two most significant networks also reflect this, containing molecules which are present in the canonical pathways of hepatic fibrosis/hepatic stellate cell activation and transforming growth factor β signalling, and these were up regulated. Upstream regulator analyses also predicted TNF, interferons γ and β1 and interleukin 1β. Conclusions In vitro, the transcriptome of granulosa cells responded minimally to FSH compared with the response to TNFα. The response to TNFα indicated an active process akin to tissue remodelling as would occur upon atresia. Additionally there was reduction in endocrine function and induction of an inflammatory response to TNFα that displays features similar to immune cells.