Effects of FSH on the expression of receptors for oocyte-secreted factors and members of the EGF-like family during in vitro maturation in cattle

FSH induces expansion of bovine cumulus-oocyte complexes (COCs) in cattle, which can be enhanced by oocyte-secreted factors (OSFs). In this study it was hypothesised that FSH stimulates COC expansion in part from direct stimulation of the epidermal growth factor (EGF)-like ligands amphiregulin (AREG), epiregulin (EREG) and betacellulin (BTC), but also in part through regulation of OSFs or their receptors in cumulus cells. Bovine COCs were cultured in defined medium with graded doses of FSH. In the absence of FSH, COCs did not expand. FSH caused cumulus expansion, and increased the abundance of AREG and EREG mRNA in a time- and dose-dependent manner, but decreased BTC mRNA levels. FSH had modest stimulatory effects on the levels of mRNA encoding the bone morphogenetic protein 15 (BMP15) receptor, BMPR1B, in cumulus cells, but did not alter mRNA expression of the growth and differentiation factor 9 (GDF9) receptor, TGFBR1. More interestingly, FSH dramatically stimulated levels of mRNA encoding two receptors for fibroblast growth factors (FGF), FGFR2C and FGFR3C, in cumulus cells. FSH also stimulated mRNA expression of FGFR1B, but not of FGFR2B in cumulus cells. Based on dose-response studies, FGFR3C was the receptor most sensitive to the influence of FSH. This study demonstrates that FSH stimulates the expression of EGF-like factors in bovine cumulus cells, and provides evidence that FSH differently regulates the expression of distinct receptors for OSFs in cumulus cells. © CSIRO 2013.

Estudo clínico e molecular de pacientes com displasia septo-ótica ou deficiência hormonal hipofisária (gene HESX1 e PROP1)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção leiteira em cabras da raça Saanen: influência dos hormônios cortisol e IGF-I

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

Treinamento físico aeróbio e o eixo de crescimento GH/IGF-1 em ratos diabéticos experimentais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Polimorfismo no gene do hormônio Grelina em búfalas (Bubalus bubalis) e sua associação com produção e qualidade do leite

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito de marcadores moleculares sobre características de crescimento e reprodutivas de bovinos da raça Canchim

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

Divergent Roles of the CRH Receptors in the Control of Gonadotropin Secretion Induced by Acute Restraint Stress at Proestrus

CRH has been implicated as a mediator of stress-induced effects on the hypothalamus-pituitary-gonad axis, acting via CRH receptors in various brain regions. We investigated whether the effects of restraint stress on the secretion of gonadotropins on the morning of proestrus are mediated by the CRH-R1 or CRH-R2 receptors in the oval subdivision of the anterolateral BST, the central amygdala, the locus coeruleus (LC), or the A1 and A2 neuron groups in the medulla. At proestrus morning, rats were injected with antalarmin (a CRH-R1 antagonist), asstressin2-B (a CRH-R2 antagonist) or vehicles. Thirty minutes after the injection, the animals were placed into restraints for 30 min, and blood was sampled for 2 h. At the end of the experiment, the brains were removed for immunofluorescence analyses. Restraint stress increased the levels of FSH and LH. Antalarmin blocked the stress-induced increases in FSH and LH secretion, but astressin2-B only blocked the increase in FSH secretion. LC showed intense stress-induced neuronal activity. FOS/tyrosine-hydroxylase coexpression in LC was reduced by antalarmin, but not astressin2-B. The CRH-R1 receptor, more than CRH-R2 receptor, appears to be essential for the stimulation of the hypothalamus-pituitary-gonad axis by acute stress; this response is likely mediated in part by noradrenergic neurons in the LC. We postulate that the stress-induced facilitation of reproductive function is mediated, at least in part, by CRH action through CRH-R1 on noradrenaline neurons residing in the LC that trigger GnRH discharge and gonadotropin secretion. (Endocrinology 153: 4838-4848, 2012)

Impact of hypoxia on IGF-I, IGF-II, IGFBP-3, ALS and IGFBP-1 regulation and on IGF1R gene expression in children

Hypoxia is one of many factors involved in the regulation of the IGF system. However, no information is available regarding the regulation of the IGF system by acute hypoxia in humans. Objective: The aim of this study was to evaluate the effect of acute hypoxia on the IGF system of children. Design: Twenty-seven previously health children (14 boys and 13 girls) aged 15 days to 9.5 years were studied in two different situations: during a hypoxemic state (HS) due to acute respiratory distress and after full recovery to a normoxemic state (NS). In these two situations oxygen saturation was assessed with a pulse-oximeter and blood samples were collected for serum IGF-I, IGF-II, IGFBP-1, IGFBP-3, ALS and insulin determination by ELISA; fluoroimmunometric assay determination for GH and also for IGF1R gene expression analysis in peripheral lymphocytes by quantitative real-time PCR. Data were paired and analyzed by the Wilcoxon non-parametric test. Results: Oxygen saturation was significantly lower during HS than in NS (P<0.0001). IGF-I and IGF-II levels were lower during HS than in NS (P<0.0001 and P=0.0004. respectively). IGFBP-3 levels were also lower in HS than in NS (P=0.0002) while ALS and basal GH levels were higher during HS (P=0.0015 and P=0.014, respectively). Moreover, IGFBP-1 levels were higher during HS than in NS (P=0.004). No difference was found regarding insulin levels. The expression of IGF1R mRNA as 2(-Delta Delta CT) was higher during HS than in NS (P=0.03). Conclusion: The above results confirm a role of hypoxia in the regulation of the IGF system also in humans. This effect could be direct on the liver and/or mediated by GH and it is not restricted to the hepatocytes but involves other cell lines. During acute hypoxia a combination of alterations usually associated with reduced IGF action was observed. The higher expression of IGF1R mRNA may reflect an up-regulation of the transcriptional process. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chronic cold stress in mice induces a regulatory phenotype in macrophages: Correlation with increased 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase expression

Susceptibility to infections, autoimmune disorders and tumor progression is strongly influenced by the activity of the endocrine and nervous systems in response to a stressful stimulus. When the adaptive system is switched on and off efficiently, the body is able to recover from the stress imposed. However, when the system is activated repeatedly or the activity is sustained, as during chronic or excessive stress, an allostatic load is generated, which can lead to disease over long periods of time. We investigated the effects of chronic cold stress in BALB/c mice (4 degrees C/4 h daily for 7 days) on functions of macrophages. We found that chronic cold stress induced a regulatory phenotype in macrophages, characterized by diminished phagocytic ability, decreased TNF-alpha and IL-6 and increased IL-10 production. In addition, resting macrophages from mice exposed to cold stress stimulated spleen cells to produce regulatory cytokines, and an immunosuppressive state that impaired stressed mice to control Trypanosoma cruzi proliferation. These regulatory effects correlated with an increase in macrophage expression of 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase, an enzyme that converts inactive glucocorticoid into its active form. As stress is a common aspect of modern life and plays a role in the etiology of many diseases, the results of this study are important for improving knowledge regarding the neuro-immune-endocrine interactions that occur during stress and to highlight the role of macrophages in the immunosuppression induced by chronic stress. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

The Interactive Effect of GHR-Exon 3 and -202 A/C IGFBP3 Polymorphisms on rhGH Responsiveness and Treatment Outcomes in Patients with Turner Syndrome

Context: There is great interindividual variability in the response to recombinant human (rh) GH therapy in patients with Turner syndrome (TS). Ascertaining genetic factors can improve the accuracy of growth response predictions. Objective: The objective of the study was to assess the individual and combined influence of GHR-exon 3 and -202 A/C IGFBP3 polymorphisms on the short-and long-term outcomes of rhGH therapy in patients with TS. Design and Patients: GHR-exon 3 and -202 A/C IGFBP3 genotyping (rs2854744) was correlated with height data of 112 patients with TS who remained prepubertal during the first year of rhGH therapy and 65 patients who reached adult height after 5 +/- 2.5 yr of rhGH treatment. Main Outcome Measures: First-year growth velocity and adult height were measured. Results: Patients carrying at least one GHR-d3 or -202 A-IGFBP3 allele presented higher mean first-year growth velocity and achieved taller adult heights than those homozygous for GHR-fl or -202 C-IGFBP3 alleles, respectively. The combined analysis of GHR-exon 3 and -202 A/C IGFBP3 genotypes showed a clear nonadditive epistatic influence on adult height of patients with TS treated with rhGH (GHR-exon 3 alone, R-2 = 0.27; -202 A/C IGFBP3, R-2 = 0.24; the combined genotypes, R-2 = 0.37 at multiple linear regression). Together with clinical factors, these genotypes accounted for 61% of the variability in adult height of patients with TS after rhGH therapy. Conclusion: Homozygosity for the GHR-exon3 full-length allele and/or the -202C-IGFBP3 allele are associated with less favorable short-and long-term growth outcomes after rhGH treatment in patients with TS. (J Clin Endocrinol Metab 97: E671-E677, 2012)

Somatotroph pituitary adenoma with acromegaly and autosomal dominant polycystic kidney disease: SSTR5 polymorphism and PKD1 mutation

A 39-year-old woman with autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) presented with acromegaly and a pituitary macroadenoma. There was a family history of this renal disorder. She had undergone surgery for pituitary adenoma 6 years prior. Physical examination disclosed bitemporal hemianopsia and elevation of both basal growth hormone (GH) 106 ng/mL (normal 0-5) and insulin-like growth factor (IGF-1) 811 ng/mL (normal 48-255) blood levels. A magnetic resonance imaging scan disclosed a 3.0 cm sellar and suprasellar mass with both optic chiasm compression and left cavernous sinus invasion. Pathologic, cytogenetic, molecular and in silico analysis was undertaken. Histologic, immunohistochemical and ultrastructural studies of the lesion disclosed a sparsely granulated somatotroph adenoma. Standard chromosome analysis on the blood sample showed no abnormality. Sequence analysis of the coding regions of PKD1 and PKD2 employing DNA from both peripheral leukocytes and the tumor revealed the most common PKD1 mutation, 5014_5015delAG. Analysis of the entire SSTR5 gene disclosed the variant c.142C > A (p.L48M, rs4988483) in the heterozygous state in both blood and tumor, while no pathogenic mutations were noted in the MEN1, AIP, p27Kip1 and SSTR2 genes. To our knowledge, this is the fourth reported case of a GH-producing pituitary adenoma associated with ADPKD, but the first subjected to extensive morphological, ultrastructural, cytogenetic and molecular studies. The physical proximity of the PKD1 and SSTR5 genes on chromosome 16 suggests a causal relationship between ADPKD and somatotroph adenoma.

Effects of EDTA and Sodium Citrate on hormone measurements by fluorometric (FIA) and immunofluorometric (IFMA) methods

Abstract Background Measurements of hormonal concentrations by immunoassays using fluorescent tracer substance (Eu3+) are susceptible to the action of chemical agents that may cause alterations in its original structure. Our goal was to verify the effect of two types of anticoagulants in the hormone assays performed by fluorometric (FIA) or immunofluorometric (IFMA) methods. Methods Blood samples were obtained from 30 outpatients and were drawn in EDTA, sodium citrate, and serum separation Vacutainer®Blood Collection Tubes. Samples were analyzed in automatized equipment AutoDelfia™ (Perkin Elmer Brazil, Wallac, Finland) for the following hormones: Luteinizing hormone (LH), Follicle stimulating homone (FSH), prolactin (PRL), growth hormone (GH), Sex hormone binding globulin (SHBG), thyroid stimulating hormone (TSH), insulin, C peptide, total T3, total T4, free T4, estradiol, progesterone, testosterone, and cortisol. Statistical analysis was carried out by Kruskal-Wallis method and Dunn's test. Results No significant differences were seen between samples for LH, FSH, PRL and free T4. Results from GH, TSH, insulin, C peptide, SHBG, total T3, total T4, estradiol, testosterone, cortisol, and progesterone were significant different between serum and EDTA-treated samples groups. Differences were also identified between serum and sodium citrate-treated samples in the analysis for TSH, insulin, total T3, estradiol, testosterone and progesterone. Conclusions We conclude that the hormonal analysis carried through by FIA or IFMA are susceptible to the effects of anticoagulants in the biological material collected that vary depending on the type of assay.

Mechanismen der Caveolin-Genregulation in neuralen Zellsystemen

Caveolae sind vesikuläre Invaginationen der eukaryontischen Zellmembran, die bei einer Vielzahl zellbiologischer Prozesse eine bedeutende Rolle spielen. Die strukturellen und funktionellen Hauptbestandteile der Caveolae sind die Caveolin-Proteine, welche von drei homologen Genen (Caveolin-1,-2,-3) kodiert werden. Die Caveoline stellen die Struktur-Organisatoren der Caveolae dar, und regulieren direkt die Aktivität von zahlreichen Caveolae-assoziierten Rezeptorproteinen und Signalmolekülen. Oftmals werden die pleiotropen Effekte der Caveoline über eine Veränderung der Caveolin-Genexpressionsstärke moduliert. In der vorliegenden Arbeit wurden drei unterschiedliche biologische Steuerfaktoren identifiziert, unter deren Kontrolle die Caveolin-Genexpression in neuralen Zellsystemen steht. Bei diesen Faktoren handelt es sich um das Steroidhormon Oestrogen und seine Rezeptoren, den Wachstumsfaktor TGFa und den sekundären Botenstoff zyklisches AMP (cAMP). Oestrogen wirkt über die Aktivierung von Oestrogen-Rezeptoren (ERs) im zentralen Nervensystem in der Regel als neurotropher Faktor. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmalig gezeigt werden, daß in humanen Neuroblastom-Zellen (SK-N-MC) die stabile, rekombinante Expression des ERa-Subtyps zu einer drastischen Reduktion der Caveolin-1/-2-Transkription führt, und daß in der Folge die zelluläre Caveolin-Biosynthese eingestellt wird. Eine Analyse des Caveolin-1-Gens ergab, daß einhergehend mit der Inaktivierung der Caveolin-1-Transkription eine Vielzahl der im Promoter enthaltenen CpG-Dinukleotide methyliert vorliegen. Durch pharmakologische Inhibition der nukleären DNA-Methyltransferasen sowie der Histon-Deacetylasen konnte die Caveolin-1-Transkription teilweise wiederhergestellt werden. Diese Befunde lassen auf die Existenz eines DNA-Methylierungs-abhängigen Stilllegungsmechanismus der Caveolin-Genexpression durch ERa schließen. Dagegen führte die Überexpression des ERb-Subtyps in SK-N-MC-Zellen zu keiner Veränderung der Caveolin-1/-2-Expression. Interessanterweise wurde die supprimierende Wirkung des ERa durch die gleichzeitige Überexpression des ERb vollständig aufgehoben. Der mitogene Wachstumsfaktor TGFa wurde als zweites extrazelluläres Signalmolekül identifiziert, welches eine Reduktion der Caveolin-1/-2-Genexpression bewirkt. In primären kortikalen Astrozyten konnte gezeigt werden, daß TGFa seine supprimierende Wirkung auf die Caveolin-1-Expression partiell über die Aktivierung des PI3-Kinase-abhängigen Signalweges vermittelt. Zudem wurde die supprimierende Wirkung von TGFa durch einen Inhibitior der Histon-Deacetylasen relativiert. Daher scheinen sowohl für den ERa als auch für TGFa epigenetische Prozesse bei der Suppression der Caveolin-1-Genexpression eine entscheidende Rolle zu spielen. Intrazellulär wirkte neben der PI3-Kinase auch der Botenstoff cAMP in kortikalen Astrozyten als Suppressor der Caveolin-Genexpression. Es wäre denkbar, daß die Caveolin-Suppression funktioneller Bestandteil des seit langem etablierten Effekts der cAMP-induzierten Astrozyten-Differenzierung ist. Desweiteren wiesen der cAMP- und TGFa-abhängige Signalweg ein überlappendes, Gehirnregion-spezifisches Regulationsprofil der Caveolin-Expression in Astrozyten auf: während in Kortex und Striatum eine Regulation durch cAMP und TGFa erfolgte, blieb diese in Klein- und Zwischenhirn aus. Somit bewirken drei zentrale regulatorische Faktoren der Proliferation und Differenzierung neuraler Zellen eine Reduktion in der Konzentration der pleiotrop funktionellen Caveoline. Zukünftige Studien müssen zeigen, inwieweit die reduzierte Caveolin-Expression für die morphologischen und biochemischen Primärwirkungen dieser Faktoren während der Entwicklung und im Zuge der Tumorgenese mitverantwortlich ist. Außerdem könnten über die Beobachtungen der zellbiologischen Auswirkungen reduzierter Caveolin-Spiegel neue Erkenntnisse über die Funktion dieser Proteine gewonnen werden.

Genetische Analyse des Somatostatin-Systems

Somatostatin ist ein Molekül mit multifunktinonellem Charakter, dem Neurotransmitter-, Neuromodulator- und (Neuro)-Hormoneigenschaften zugeschrieben werden. Gemäß seiner ubiquitären Verteilung in Geweben beeinflusst es Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse, bis hin zu Lern-und Gedächtnisleistungen. Diese Wirkungen resultieren aus dem lokalen und zeitlichen Zusammenspiel eines Liganden und fünf G-Protein gekoppelter Rezeptoren (SSTR1-5). Zur Charakterisierung der biologischen Bedeutung des Somatostatin-Systems im Gesamtorganismus wurde eine Mutationsanalyse einzelner Systemkomponenten durchgeführt. Sie umfaßte die Inaktivierung der Gene für das Somatostatin-Präpropeptid und die der Rezeptoren SSTR3 und SSTR4 durch Gene Targeting. Die entsprechenden Ausfallmutationen belegen: Weder die Rezeptoren 3 und 4, noch Somatostatin sind für das Überleben des Organismus unter Standardhaltungsbedingungen notwendig. Die entsprechenden Mauslinien zeigen keine unmittelbar auffälligen Einschränkungen ihrer Biologie. Die Somatostatin-Nullmaus wurde zum Hauptgegenstand einer detaillierten Untersuchung aufgrund der übergeordneten Position des Liganden in der Signalkaskade und verfügbaren Hinweisen zu seiner Funktion. Folgende Schlußfolgerungen konnten nach eingehender Analyse gezogen werden: Der Ausfall des Somatostatin-Gens hat erhöhte Plasmakonzentrationen an Wachstumshormon (GH) zur Konsequenz. Dies steht im Einklang mit der Rolle Somatostatins als hemmender Faktor der Wachstumshormon-Freisetzung, die in der Mutante aufgehoben ist. Durch die Somatostatin-Nullmaus wurde zudem deutlich: Somatostatin interagiert als wesentliches Bindeglied zwischen der Wachstums- und Streßachse. Permanent erhöhte Corticosteron-Werte in den Mutanten implizieren einen negativen tonischen Einfluß für die Sekretion von Glukocorticoiden in vivo. Damit zeigt die Knockout-Maus, daß Somatostatin normalerweise als ein entscheidendes inhibierendes Kontrollelement der Steroidfreisetzung fungiert. Verhaltensversuche offenbarten ein Defizit im motorischen Lernen. Somatostatin-Nullmäuse bleiben im Lernparadigma “Rotierender Stabtest” hinter ihren Artgenossen zurück ohne aber generell in Motorik oder Koordination eingeschränkt zu sein. Diese motorischen Lernvorgänge sind von einem funktionierenden Kleinhirn abhängig. Da Somatostatin und seine Rezeptoren kaum im adulten, wohl aber im sich entwickelnden Kleinhirn auftreten, belegt dieses Ergebnis die Funktion transient in der Entwicklung exprimierter Neuropeptide – eine lang bestehende, aber bislang experimentell nicht nachgewiesene Hypothese. Die Überprüfung weiterer physiologischer Parameter und Verhaltenskategorien unter Standard-Laborbedingunggen ergab keine sichtbaren Abweichungen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen. Damit steht nun ein Tiermodell zur weiterführenden Analyse für die Somatostatin-Forschung bereit: In endokrinologischen, elektrophysiologischen und verhaltens-biologischen Experimenten ist nun eine unmittelbare Korrelation selektiv mit dem Somatostatin-Peptid bzw. mit den Rezeptoren 3 und 4 aber auch in Kombination der Ausfallmutationen nach entsprechenden Kreuzungen möglich.

Untersuchungen zur Genexpression in Wurzeln der reblausresistenten Unterlagsrebsorte ’Börner’

Die reblausresistente Unterlagsrebsorte ’Börner’ reagiert auf einen Reblausbefall mit einer Hypersensitivitätsreaktion (HR), die sich in Form von Nekrosen an Blättern und Wurzeln zeigt. Im Rahmen dieser Dissertation wurde der Resistenzmechanismus mittels differenzieller Genexpressionsanalysen untersucht. Unter Anwendung der suppressiven subtraktiven Hybridisierung, der DNA-Microarraytechnik sowie der GeneFishingTM-Methode erfolgte ein Vergleich zwischen der Genexpression in hypersensitivem Wurzelgewebe und Normalgewebe der Unterlagsrebe ’Börner’. Neben der Reblaus induzierten HR wurde insbesondere auf die experimentelle Induktion durch das Pflanzenhormon Indol-3-Essigsäure (IES) zurückgegriffen. Damit sollten Kenntnisse über die Rolle der IES als auslösender Faktor der Resistenzreaktion gewonnen werden. Die Ergebnisse bestätigen die Annahme, dass die IES Pathogenabwehrreaktionen in ’Börner’ induziert. So konnten Hinweise auf die transkriptionelle Aktivierung Resistenz und HR assoziierter Proteine gefunden werden, wie z.B. Phytoalexine und pathogen-related (PR)-Proteine sowie Vertreter aus der hypersensitive-induced response-Familie. Es konnten weiterhin wertvolle Informationen im Hinblick auf die Transduktion des IES-Signals im Zusammenhang mit der Aktivierung von Resistenzreaktionen gewonnen werden. So wurden Hinweise auf die Beteiligung der Signalsubstanzen Ethylen, Salicylsäure, Jasmonsäure, Calcium sowie reaktiver Sauerstoffspezies gefunden. Es konnten zudem Anhaltspunkte für die Aktivierung des Auxin induzierten Ubiquitin/26S-Proteolyseweges und weiterer Signalkomponenten, wie z.B. Kinasen und Transkriptionsfaktoren, ermittelt werden. Auch auf die Beteiligung von Auxinrezeptoren konnte aufgrund der Resultate geschlossen werden. Damit war es im Rahmen der Dissertation möglich, potenzielle Signaltransduktionswege zu erarbeiten, die für weiterführende Untersuchungen des Reblausresistenzmechanismus von entscheidender Bedeutung sind.