Criptorquidia e exposição in utero ao di(n-butil)-ftalato e à acrilamida: avaliação morfológica do dano testicular

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Morfologia e desenvolvimento do sistema reprodutor em três espécies de Isoptera

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biologia reprodutiva de Corecoris fuscus, Leptoglossus gonagra, L. zonatus e Sphictyrtus fasciatus (Heteroptera: Coreidae), com ênfase aos aspectos ultraestruturais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ciclo testicular e espermatogênese de Devario aequipinnatus (cypriniformes, cyprinidae) submetido a diferentes temperaturas

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Animal - FEIS

Morfologia do testículo e espermatogênese em Telchin licus (Drury, 1773) (Lepidoptera: Castiniidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Morfologia do testículo e espermatogênese em Telchin licus (Drury, 1773) (Lepidoptera: Castiniidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Gene copy number and differential gene expression in haploid and diploid males of the stingless bee, Melipona quadrifasciata

Complementary sex determination in Hymenoptera implies that heterozygosity at the sex locus leads to the development of diploid females, whereas hemizygosity results in haploid males. Diploid males can arise through inbreeding. In social species, these pose a double burden on colony fitness, from significant reduction in its worker force and through being less viable and fertile than haploid males. Apart from being "misfits", diploid males are of interest to assess molecular correlates for possibly ploidy-related bionomic differences. Herein, we generated suppression subtractive cDNA libraries from newly emerged haploid and diploid males of the stingless bee Melipona quadrifasciata to enrich for differentially expressed genes. Gene Ontology classification revealed that in haploid males more DEGs were related to stress responsiveness, biosynthetic processes, reproductive processes and spermatogenesis, whereas in diploid ones differentially expressed genes were associated with cellular organization, nervous system development and amino acid transport were prevalent. Furthermore, both libraries contained over 40 % ESTs representing possibly novel transcripts. Quantitative RT-PCR analyses confirmed the differential expression of a representative DEG set in newly emerged males. Several muscle formation and energy metabolism-related genes were under-expressed in diploid males. On including 5-day-old males in the analysis, changes in transcript abundance during sexual maturation were revealed.

Genotoxic and mutagenic effects of erythrosine B, a xanthene food dye, on HepG2 cells

Erythrosine (ErB) is a xanthene and an US Food and Drug Administration approved dye used in foods, drugs and cosmetics. Although its utilization is permitted, ErB is described as inhibitor of enzymes and protein-protein interactions and is toxic to pituitary and spermatogenesis processes. However, the genotoxicity and mutagenicity of ErB is inconclusive in the literature. This study aimed to analyze the genotoxicity of this dye using the alkaline comet assay and is the first investigation to evaluate ErB mutagenicity using the cytokinesis block micronucleus cytome (CBMN-Cyt) assay in HepG2 cells. These cells were chosen because they produce phase I and phase II enzymes that can mimic in vivo metabolism. The cells were treated with seven concentrations (0.1-70.0 mu g mL(-1)) of ErB, and the results showed genotoxicity at the two highest concentrations and mutagenicity at six concentrations. Furthermore, as micronuclei result from clastogenic and aneugenic processes, while comet assay is often considered more sensitive and detects DNA single strain breaks, we suggest that an aneugenic is responsible for the observed damage. Although ErB is approved for use in the food, cosmetic and pharmaceutical industries, it must be used carefully because it damages the DNA structure. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The role of AT1 receptor-mediated reproductive function in renovascular hypertension in male rats

There is an association between hypertension and reproductive dysfunction. Angiotensin II (Ang II) is involved in the pathogenesis of hypertension and the regulation of reproduction. The present study aimed to determine whether the angiotensinergic system mediates the effects of hypertension on ieproductive function in male rats subjected to a two-kidney, one-clip (2K1C) model. Sexual behavior parameters, gametogenesis and plasma concentrations of Ang II, testosterone, prolactin and corticosterone were evaluated in male rats 28 days after 2K1C or sham surgery and losartan (Los) treatment (a type 1 angiotensin II (All) receptor antagonist) or vehicle (V) treatment. The animals were divided into Sham + V, 2K1C + V. Sham + Los and 2K1C + Los groups. The 2KiC + V group showed a hypertensive response, inhibition of sexual behavior, spermatogenesis dysfunction, and increases in plasma Ang II and prolactin. Conversely, plasma testosterone decreased, and plasma corticosterone remained constant. Losartan treatment normalized blood pressure and prevented the changes in plasma testosterone and prolactin, sexual behavior and spermatogenesis in the 2KiC + Los group. In addition, losartan treatment caused an additional increase in circulating Ang II in both groups (She m + Los arid 2K1C + Los). Together, these results suggest that Ang II, acting through the All receptor, modulates behavioral and endocrine parameters of reproductive function during renovascular hypertension. In addition, the effects of circulating Ang II on plasma testosterone and prolactin seem to contribute to the spermatogenic and sexual dysfunctions in hypertensive rats. (C) 2012 Els.evier Inc. All rights reserved.

Oral exposure to methylmercury modifies the prostatic microenvironment in adult rats

Methylmercury (MeHg) is an environmental pollutant that is highly toxic to the central nervous system. As its effects on male reproductive system are poorly understood, this study was carried out to analyse the effects of MeHg on the rat prostate. To evaluate the MeHg toxicity on ventral prostate, three groups of adult male Wistar rats received oral doses of 0.5, 1.0 and 3.0mg/kg MeHg, respectively, on a daily basis for 14days. A fourth group was used as a control. The prostate weight was decreased in rats treated orally with 0.5mg/kg MeHg compared to controls. Also, Hg concentration increased significantly in the prostate after treatments. There were reductions in serum testosterone levels and androgen receptor immunoreactivity in animals receiving 3.0mgMeHg/kg. The stereological data showed changes in the prostatic epithelial, stromal and luminal compartments which varied according to the different doses. Histopathological alterations, such as chronic inflammation, stratified epithelial hyperplasia and epithelial inflammatory reactive atypia, were observed in the 0.5mg/kg MeHg-treated group. Epithelial atrophy was observed in the 3.0mg/kg MeHg-treated group. In conclusion, the MeHg affects prostatic homoeostasis resulting in histopathological changes that may be relevant in the pathogenesis of prostatic disease.

Segmental dataset and whole body expression data do not support the hypothesis that non-random movement is an intrinsic property of Drosophila retrogenes

Background: Several studies in Drosophila have shown excessive movement of retrogenes from the X chromosome to autosomes, and that these genes are frequently expressed in the testis. This phenomenon has led to several hypotheses invoking natural selection as the process driving male-biased genes to the autosomes. Metta and Schlotterer (BMC Evol Biol 2010, 10:114) analyzed a set of retrogenes where the parental gene has been subsequently lost. They assumed that this class of retrogenes replaced the ancestral functions of the parental gene, and reported that these retrogenes, although mostly originating from movement out of the X chromosome, showed female-biased or unbiased expression. These observations led the authors to suggest that selective forces (such as meiotic sex chromosome inactivation and sexual antagonism) were not responsible for the observed pattern of retrogene movement out of the X chromosome. Results: We reanalyzed the dataset published by Metta and Schlotterer and found several issues that led us to a different conclusion. In particular, Metta and Schlotterer used a dataset combined with expression data in which significant sex-biased expression is not detectable. First, the authors used a segmental dataset where the genes selected for analysis were less testis-biased in expression than those that were excluded from the study. Second, sex-biased expression was defined by comparing male and female whole-body data and not the expression of these genes in gonadal tissues. This approach significantly reduces the probability of detecting sex-biased expressed genes, which explains why the vast majority of the genes analyzed (parental and retrogenes) were equally expressed in both males and females. Third, the female-biased expression observed by Metta and Schltterer is mostly found for parental genes located on the X chromosome, which is known to be enriched with genes with female-biased expression. Fourth, using additional gonad expression data, we found that autosomal genes analyzed by Metta and Schlotterer are less up regulated in ovaries and have higher chance to be expressed in meiotic cells of spermatogenesis when compared to X-linked genes. Conclusions: The criteria used to select retrogenes and the sex-biased expression data based on whole adult flies generated a segmental dataset of female-biased and unbiased expressed genes that was unable to detect the higher propensity of autosomal retrogenes to be expressed in males. Thus, there is no support for the authors' view that the movement of new retrogenes, which originated from X-linked parental genes, was not driven by selection. Therefore, selection-based genetic models remain the most parsimonious explanations for the observed chromosomal distribution of retrogenes.

A bradykinin-potentiating peptide (BPP-10c) from Bothrops jararaca induces changes in seminiferous tubules

Abstract: Background: The testis-specific isoform of angiotensin-converting enzyme (tACE) is exclusively expressed in germ cells during spermatogenesis. Although the exact role of tACE in male fertility is unknown, it clearly plays a critical function in spermatogenesis. The dipeptidase domain of tACE is identical to the C-terminal catalytic domain of somatic ACE (sACE). Bradykinin potentiating peptides (BPPs) from snake venoms are the first natural sACE inhibitors described and their structure–activity relationship studies were the basis for the development of antihypertensive drugs such as captopril. In recent years, it has been showed that a number of BPPs – including BPP-10c – are able to distinguish between the N- and C-active sites of sACE, what is not applicable to captopril. Considering the similarity between tACE and sACE (and since BPPs are able to distinguish between the two active sites of sACE), the effects of the BPP-10c and captopril on the structure and function of the seminiferous epithelium were characterized in the present study. BPP-10c and captopril were administered in male Swiss mice by intraperitoneal injection (4.7 μmol/kg for 15 days) and histological sections of testes were analyzed. Classification of seminiferous tubules and stage analysis were carried out for quantitative evaluation of germ cells of the seminiferous epithelium. The blood-testis barrier (BTB) permeability and distribution of claudin-1 in the seminiferous epithelium were analyzed by hypertonic fixative method and immunohistochemical analyses of testes, respectively. Results: The morphology of seminiferous tubules from animals treated with BPP-10c showed an intense disruption of the epithelium, presence of atypical multinucleated cells in the lumen and degenerated germ cells in the adluminal compartment. BPP-10c led to an increase in the number of round spermatids and total support capacity of Sertoli cell in stages I, V, VII/VIII of the seminiferous epithelium cycle, without affecting BTB permeability and the distribution of claudin-1 in the seminiferous epithelium. Interestingly, no morphological or morphometric alterations were observed in animals treated with captopril. Conclusions: The major finding of the present study was that BPP-10c, and not captopril, modifies spermatogenesis by causing hyperplasia of round spermatids in stages I, V, and VII/VIII of the spermatogenic cycle.

Eine neue Form der Pyruvatkinase in Säugerspermien

Nach Homogenisation ejakulierter Eberspermien und Zentrifugation des Homogenates blieben mehr als 60% der Aktivität des glykolytischen Enzyms Pyruvatkinase (PK) an Zellfragmenten im Sediment gebunden. Diese strukturgebundene PK wurde als PK-S bezeichnet. Das Detergenz Triton X-100 führte nicht zur Ablösung der PK-S; mit Trypsin konnten jedoch rund 80% der PK-S ohne Verlust an Aktivität von den Strukturen gelöst und durch kombinierte Kationenaustausch- und Hydrophobizitätschromatographie gereinigt werden (spezifische Aktivität: 116,7 U/mg Protein). Die lösliche PK aus Eberspermien konnte ebenfalls durch ein ähnliches Verfahren angereichert werden. Im Gel (SDS-PAGE) zeigten die Untereinheiten der PK-S mit 64.400 eine geringfügig größere relative Molekülmasse als die der PK-M1 aus Kaninchenmuskel (62.000). Die kinetischen Eigenschaften der abgelösten PK-S als auch der noch an Spermienstrukturen gebundenen PK-S und der löslichen PK aus Eberspermien waren sehr ähnlich und entsprachen der M1-Isoform der PK. Antikörper gegen Kaninchenmuskel-PK (Anti-PK-M1) reagierten auch mit der löslichen PK und der PK-S aus Eberspermien. Edman-Abbau der ersten 19 Aminosäuren zeigte, dass die tryptisch abgelöste PK-S am N-Terminus um 5 Aminosäuren gegenüber nativer PK-M1 verlängert ist, während der C-Terminus der erhaltenen PK-S-Sequenz mit einem meist nahe dem N-Terminus gelegenen Sequenzabschnitt der PK-M1 und -M2 übereinstimmt. Die N-terminale Verlängerung der nativen PK-S enthält sicherlich mehr als die nach tryptischer Lyse nachgewiesenen 5 Aminosäuren. Vergleiche der Aminosäure- und übersetzten Nukleotidsequenzen sowie die kinetischen Eigenschaften lassen vermuten, dass die PK-S, wie die PK-M1 und PK-M2, vom PKM-Gen codiert wird. Gegen die gereinigte PK-S wurden Antikörper in Kaninchen produziert. Da das Antiserum nicht ausreichend spezifisch für PK-S war, wurden aus ihm affinitätschromatographisch Antikörper (Anti-PK-S) isoliert, die hohe Affinität zu einem synthetisierten PK-S-Peptid (13 N-terminale Aminosäuren der tryptisch abgelösten PK-S) hatten. Dieses Anti-PK-S-Präparat war spezifisch für PK-S; es reagierte weder mit Kaninchenmuskel-PK noch mit löslicher PK oder anderen Proteinen aus Eberspermien. Anti-PK-S und Anti-PK-M1 wurden zur Lokalisierung von PK-S und löslicher PK in Spermien von Eber, Bulle und Mensch sowie in Schnitten von Eberhoden eingesetzt. Mit Anti-PK-S wurden der Bereich des Akrosoms und das lange flagellare Hauptstück sowie der Übergangsbereich zwischen Kopf und Mittelstück von Eberspermien fluoreszenzmarkiert, wogegen das kurze, die Mitochondrien enthaltende Mittelstück des Flagellums und der postakrosomale Kopfbereich nur mit Anti-PK-M1 markiert wurden. Immunogoldmarkierung in elektronenmikroskopischen Bildern bestätigte die Lokalisierung von PK-S im Akrosombereich. Im Hauptstück banden Anti-PK-M1 und Anti-PK-S an die fibröse Scheide. Glyzerinaldehyd-3-phosphat Dehydrogenase (GAPDH) konnte von mir ebenfalls im Akrosombereich, im Übergangsbereich zwischen Kopf und Mittelstück und an der fibrösen Scheide detektiert werden. Auch an Bullen- und Humanspermien konnte über Immunogoldmarkierung PK und vermutlich GAPDH an der fibrösen Scheide gezeigt werden. Im Akrosombereich dieser Spermien waren die Nachweise von PK und GAPDH jedoch nicht sicher. In Eberhodenschnitten war die PK-S erstmals, oder zumindest vermehrt, in den elongierenden Spermatiden über Fluoreszenzmarkierung nachweisbar, während andere, vermutlich somatische PK vermehrt in den früheren Stadien (Spermatogonien, aber auch in den Spermatozyten und runden Spermatiden) auftrat. Für die GAPDH zeigte sich ein ähnlicher Entwicklungsverlauf. Die Ergebnisse zeigen, dass in Eberspermien zwei Isoformen der PK auftreten: eine N-terminal verlängerte, strukturgebundene Form, die PK-S, und eine lösliche Form, die beide der PK-M1 ähneln. Der ungewöhnliche N-Terminus der PK-S dient vermutlich der spezifischen räumlichen Anordnung der PK-S im Akrosombereich und an der fibrösen Scheide, nicht aber der Modulation kinetischer Eigenschaften. Meine Untersuchungen stützen die Hypothese, dass in bestimmten Kompartimenten von Säugerspermien die Glykolyse durch Verankerung einiger ihrer Enzyme strukturell hochgeordnet ist. Dadurch wird vermutlich die Versorgung der Mitochondrien-freien Regionen mit ATP sichergestellt. Man kann diese Organisation als Anpassung des Stoffwechsels von Spermien deuten, bei denen die Mitochondrien in einem kleinen Bereich (Mittelstück) hinter dem Spermienkopf kompartimentiert sind. Im Hauptstück des Flagellums könnte die Glykolyse ATP für die Spermienmotilität liefern, im Akrosombereich für die Verhinderung einer vorzeitigen Akrosomreaktion. Somit käme der strukturierten Glykolyse eine essentielle Bedeutung für die Befruchtungsfähigkeit von Säugerspermien zu.

DNA methylation, histone modification and the transcription factor dE2F1 in Drosophila

Drosophila melanogaster enthält eine geringe Menge an 5-methyl-Cytosin. Die von mir untersuchte männliche Keimbahn von Drosophila weist jedoch keine nachweisbaren Mengen an DNA-Methylierung auf. Eine künstliche Expression der murinen de novo Methyltransferasen, DNMT3A und DNMT3B1, in den Fliegenhoden, führte nicht zu der erwarteten Methylierungszunahme und hatte keinen Effekt auf die Fruchtbarkeit der Männchen. Auch die gewebespezifische Expression unter der Verwendung des UAS/GAL4-Systems zeigte keine phenotypischen Veränderungen. Hingegen fanden wir auf Protein-Ebene des Chromatins von D. melanogaster und D. hydei spezifische Modifikationsmuster der Histone H3 und H4 in der Keimbahn, wie auch in den somatischen Zellen des Hodenschlauches. Die Modifikationsmuster der beiden Zelltypen unterscheiden sich grundlegend und weichen zudem von dem für Eu- und Heterochromatin erwarteten ab, was auf eine größere Komplexität des „Histon-Codes“ als angenommen hindeutet. Folglich liegt die epigenetische Information in Drosophila wahrscheinlich anstatt auf DNA- auf Protein-Ebene, wodurch Genexpression über die Chromatinstruktur reguliert wird. Es wurde gezeigt, dass der Transkriptionsfaktor E2F, der eine Schlüsselfunktion im Zellzyklus hat, durch unterschiedliche Transkripte offenbar quantitativ reguliert wird. Unsere Nachforschungen ergaben, dass die drei E2F1 Genprodukte in Drosophila neben ihrer Zellspezifität auch in unterschiedlichen Expressionsniveaus auftreten, was die Annahme einer quantitativen Expression unterstützt. Die verschiedenen Funktionen der multiplen Gene in Säugern, könnten so funktionell kompensiert werden. Die durch die Expression dreier dE2F1-Transkripte vermutete Synthese verschiedener Proteine konnte nicht bewiesen werden.

Funktionsaufklärung von Atmungsproteinen in Insekten

Globine sind kleine globuläre Proteine mit nahezu ubiquitärem Vorkommen in allen Tiergruppen. Sie weisen eine typische Sandwichstruktur auf, die in der Regel aus acht α-Helices mit einer zentralen prosthetischen Häm-Gruppe besteht und die Proteine zur Bindung gasförmiger Liganden befähigt. Die Funktionen der Globine reichen von O2-Transport und – Speicherung, über eine Beteiligung bei der Entgiftung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies bis hin zu sensorischen physiologischen Aufgaben. Innerhalb der Klasse der Insekten schien das Vorhandensein von Globinen zunächst auf Insekten mit offensichtlich hypoxischen Habitaten beschränkt zu sein. Die Entdeckung des Globins glob1 in Drosophila melanogaster deutete jedoch eine sehr viel weitere Verbreitung der Globine in Insekten an, die sich durch die Identifizierung von Globingenen in einer Vielzahl von normoxisch lebenden Insekten, wie z.B. Apis mellifera oder Aedes aegypti bestätigte. D. melanogaster besitzt drei Globine, glob1, glob2 und glob3. Glob1 ist eng mit anderen intrazellulären Insektenglobinen verwandt, was zu der Annahme führte, dass es sich bei glob1 um das ursprüngliche und bei glob2 und glob3 um abgeleitete D. melanogaster Globine handelt. Glob1 wird in allen Entwicklungsstadien exprimiert, wobei die Hauptexpressionsorte der Fettkörper und das Tracheensystem sind. Die Transkription des glob1 startet von zwei alternativen Promotoren (Promotor I und II), wodurch in Kombination mit alternativem Splicing vier Transkriptvarianten (Isoform A-D) entstehen, deren Translation jedoch in einer Proteinvariante (glob1) resultiert. Hypoxische Bedingungen führen zu einer vermutlich HIF (=‚hypoxia-inducible factor‘) -vermittelten Abnahme der glob1 Genexpression, wohingegen Hyperoxie eine leichte Zunahme der glob1 mRNA Menge bewirkt. Der mithilfe des UAS/Gal4- Systems erzeugte, RNAi-vermittelte glob1 Knockdown führt zu einer schlechteren Überlebensrate adulter Fliegen unter hypoxischen Bedingungen, einer verkürzten Erholungszeit nach hypoxischem Stupor in Weibchen sowie zu einer erhöhten Resistenz gegenüber dem ROS (=‘reactive oxygen species‘) -generierenden Herbizid Paraquat in Larven und adulten Weibchen. Diese Beobachtungen sprechen für eine Funktion des Drosophila glob1 innerhalb der O2-Versorgung. Unter hyperoxischen Bedingungen hingegen wurde kein Unterschied zwischen Fliegen mit wildtypischer und manipulierter glob1-Expression festgestellt, wodurch eine Beteiligung des glob1 bei der Entgiftung reaktiver Sauerstoffspezies als mögliche Funktion vorerst ausscheidet. Bei glob2 und glob3 handelt es sich um duplizierte Gene. Auf phylogenetischen Rekonstruktionen basierend konnte die Entstehung der Globin-Duplikate auf ein Duplikationsereignis vor der Radiation des Subgenus Sophophora vor mindestens 40 Millionen Jahren zurückgeführt werden. Die durchgeführten Analysen zur molekularen Sequenzevolution der Globin-Duplikate deuten darauf hin, dass glob2 und glob3 nach der Duplikation eine Kombination aus Sub- und Neo-Funktionalisierungsprozessen durchlaufen haben. Glob2 und glob3 zeigen eine deckungsgleiche mRNA Expression, die auf die männliche Keimbahn beschränkt ist. Aufgrund des hohen Konservierungsgrads der für die Häm- und O2-Bindung essentiellen Aminosäuren kann von der Funktionalität beider Proteine ausgegangen werden. Die streng auf die männliche Keimbahn begrenzte Expression von glob2 und glob3 deutet auf eine Rolle der Globin-Duplikate innerhalb der Spermatogenese hin, die möglicherweise in einem Schutz der Spermatogenese vor oxidativem Stress besteht. Auch eine Beteiligung beim korrekten Ablauf der Spermien-Individualisierung, beispielsweise durch Regulation von Apoptoseprozessen wäre denkbar.