Études des rôles physiopathologiques de PTEN dans le tractus reproducteur femelle

La tumeur des cellules de la granulosa (GCT) représente 5% des cas de cancers ovariens chez la femme. Bien que considérées comme peu malignes, la mort survient dans 80% des cas suite à une recrudescence de la maladie. En dépit de ces statistiques sinistres, peu d’études ont été portées sur ce type de cancer. Le premier objectif de cette étude consistait à élucider les mécanismes moléculaires causant les GCT en démontrant l’implication de la voie de signalisation PI3K/AKT dans leur étiologie. Pour ce faire, nous avons employé la technologie Cre-Lox afin de cibler le gène Pten (antagoniste de cette voie) spécifiquement dans les cellules de la granulosa chez la souris. Ces souris (Ptenflox/flox;Amhr2cre/+) ont occasionnellement développé des GCT, soutenant notre hypothèse de l’importance de la voie PI3K/AKT dans leur étiologie. La voie WNT/CTNNB1 est une autre voie de signalisation qui a récemment été impliquée dans le développement des GCT. Dans le cadre de ce projet, nous avons également testé l’existence possible d’une synergie fonctionnelle entre les voies WNT/CTNNB1 et PI3K/AKT dans le développement de la maladie. Pour ce faire, nous avons créé le modèle transgénique Ptenflox/flox;Ctnnb1flox(ex3)/+;Amhr2cre/+, chez lequel les cellules de la granulosa présentant non seulement une désinhibition de la voie PI3K/AKT, mais aussi une suractivation de la voie WNT/CTNNB1. Tel que prédit, les souris Ptenflox/flox;Ctnnb1flox(ex3)/+;Amhr2cre/+ ont développé une forme de GCT beaucoup plus agressive que celle observée chez les femelles Ptenflox/flox;Amhr2cre/+. Spécifiquement, le développement des tumeurs se déclenchait plus tôt, leur croissance était beaucoup plus rapide, nous avons pu observer des métastases pulmonaires et la dissémination des cellules tumorales dans la cavité péritonéale, et la maladie était invariablement fatale avant l’âge de 8 semaines. Le modèle Ptenflox/flox;Ctnnb1flox (ex3)/+;Amhr2cre/+ a donc servi à démontrer l'existence d'une synergie entre les voies WNT/CTNNB1 et PI3K/AKT dans le développement de la GCT. De façon inattendue, les souris Ptenflox/flox;Amhr2cre/+ ont aussi présenté un phénotype de sous-fertilité qui n’était pas d’origine ovarienne. Il a récemment été démontré que la souche Amhr2cre dirige l’expression de Cre non seulement aux cellules de la granulosa, mais aussi au stroma utérin et au myomètre. Le second objectif de ce travail était donc de démontrer si et comment le phénotype d’infertilité chez les souris Ptenflox/flox;Amhr2cre/+ pouvait découler d’un défaut utérin. Lors de l'implantation, les cellules du stroma utérin se différencient en cellules déciduelles pour former la décidua maternelle (DM), qui se régresse ensuite par apoptose afin de faciliter l’invasion des cellules trophoblastiques. De plus, la DM, en collaboration avec le tissu foetal, recrute des uNKs dont le rôle est de remodeler les artères spiralées pour augmenter l’apport sanguin maternel vers le foetus en développement. Nous avons pu démontrer que l'utérus des femelles gestantes Ptenflox/flox;Amhr2cre/+ présentait une DM anormalement résistante à l'apoptose, moins de uNKs et des artères spiralées non-remodelées. Par conséquent, l’invasion des cellules du trophoblaste était restreinte, compromettant le développement et la survie de l'embryon. Nous avons donc établi pour la première fois l’importance de Pten lors de la décidualisation et de l’invasion du trophoblaste.

The role of transforming growth factor-beta 1 in steroidogenesis, cell proliferation, and apoptosis in cultured bovine granulosa cells

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Luteinizing hormone induction of ovarian tumors: Oligogenic differences between mouse strains dictates tumor disposition

The use of fertility drugs has continued to grow since their introduction in the 1960s. Accompanying this increase has been the speculation that repetitive use of these drugs can cause ovarian tumors or cancer. We recently reported that transgenic mice with chronically elevated luteinizing hormone (LH), an analog of which is commonly used in fertility regimens, develop granulosa cell (GC) tumors. In this report we show that LH induction of these tumors is highly dependent on genetic background. In CF-1 mice, chronically elevated LH invariably causes GC tumors by 5 months of age. However, in hybrid mice generated by crossing CF-1 males with C57BL/6, SJL, or CD-1 females, elevated levels of this same hormone cause a completely different phenotype resembling a luteoma of pregnancy. We also show that three genes likely control these alternative hormonal responses. This clinical correlate of elevated LH reveals remarkably distinct, strain-dependent, ovarian phenotypes. In addition, these results support the rare incidence of GC tumors in the human population, and suggest that the ability of certain fertility drugs to cause ovarian tumors may depend on an individual's genetic predisposition.

Paracrine effects of oocyte secreted factors and stem cell factor on porcine granulosa and theca cells in vitro

Oocyte control of granulosa and theca cell function may be mediated by several growth factors via a local feedback loop(s) between these cell types. This study examined both the role of oocyte-secreted factors on granulosa and thecal cells, cultured independently and in co-culture, and the effect of stem cell factor (SCF); a granulosa cell derived peptide that appears to have multiple roles in follicle development. Granulosa and theca cells were isolated from 2-6 mm healthy follicles of mature porcine ovaries and cultured under serum-free conditions, supplemented with: 100 ng/ml LR3 IGF-1, 10 ng/ml insulin, 100 ng/ml testosterone, 0-10 ng/ml SCF, 1 ng/ml FSH (granulosa), 0.01 ng/ml LH (theca) or 1 ng/ml FSH and 0.01 ng/ml LH (co-culture) and with/without oocyte conditioned medium (OCM) or 5 oocytes. Cells were cultured in 96 well plates for 144 h, after which viable cell numbers were determined. Medium was replaced every 48 h and spent medium analysed for steroids.Oocyte secreted factors were shown to stimulate both granulosa cell proliferation (P < 0.001) and oestradiol production (P < 0.001) by granulosa cells throughout culture. In contrast, oocyte secreted factors suppressed granulosa cell progesterone production after both 48 and 144 hours (P < 0.001). Thecal cell numbers were increased by oocyte secreted factors (P = 0.02), together with a suppression in progesterone and androstenedione synthesis after 48 hours (P < 0.001) and after 144 hours (P = 0.02), respectively. Oocyte secreted factors also increased viable cell numbers (P < 0.001) in co-cultures together with suppression of progesterone (P < 0.001) and oestradiol (P < 0.001). In granulosa cell only cultures, SCF increased progesterone production in a dose dependent manner (P < 0.001), whereas progesterone synthesis by theca cells was reduced in a dose dependent manner (P = 0.002). Co-cultured cells demonstrated an increase in progesterone production with increasing SCF dose (P < 0.001) and an increase in oestradiol synthesis at the highest dose of SCF (100 ng/ml). In summary, these findings demonstrate the presence of a co-ordinated paracrine interaction between somatic cells and germ cells, whereby oocyte derived signals interact locally to mediate granulosa and theca cell function. SCF has a role in modulating this local interaction. In conclusion, the oocyte is an effective modulator of granulosa-theca interactions, one role being the inhibition of luteinization

Endothelin-1 is a novel prognostic factor in non-small cell lung cancer

Endothelin-1 (ET-1) is a potent vasoactive peptide and a hypoxia-inducible angiogenic growth factor associated with the development and growth of solid tumours. This study evaluated the expression of big endothelin-1 (big ET-1), a stable precursor of ET-1, and ET-1 in non-small cell lung cancer (NSCLC). Big ET-1 expression was evaluated in paraffin-embedded tissue sections from 10 NSCLC tumours using immunohistochemistry and in situ hybridisation. The production of big ET-1 and ET-1 was studied in six established NSCLC cell lines. The plasma concentrations of big ET-1 were measured in 30 patients with proven NSCLC prior to chemotherapy by means of a sandwich enzyme-linked immunoassay and compared to levels in 20 normal controls. Big ET-1 immunostaining was detected in the cancer cells of all tumours studied. Using in situ hybridisation, tumour cell big ET-1 mRNA expression was demonstrated in all samples. All six NSCLC cell lines expressed ET-1, with big ET-1 being detected in three. The median big ET-1 plasma level in patients with NSCLC was 5.4 pg/mL (range 0-22.7 pg/mL) and was significantly elevated compared to median big ET-1 plasma levels in controls, 2.1 pg/mL (1.2-13.4 pg/mL) (p=0.0001). Furthermore, patients with plasma big ET-1 levels above the normal range (upper tertile) had a worse outcome (p=0.01). In conclusion, big ET-1/ET-1 is expressed by resected NSCLC specimens and tumour cell lines. Plasma big ET-1 levels are elevated in NSCLC patients compared to controls with levels >7.8 pg/mL being associated with a worse outcome. The development of selective ET-1 antagonists such as Atrasentan indicates that ET-1 may be a therapeutic target in NSCLC. © 2004 Wichtig Editore.

Interactions between hypoxia and epidermal growth factor receptor in non-small-cell-lung cancer

Tumor hypoxia has been recognized to confer resistance to anticancer therapy since the early 20th century. More recently, its fundamental role in tumorigenesis has been established. Hypoxia-inducible factor (HIF)-1 has been identified as an important transcription factor that mediates the cellular response to hypoxia, promoting both cellular survival and apoptosis under different conditions. Increased tumor cell expression of this transcription factor promotes tumor growth In vivo and is associated with a worse prognosis in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC) undergoing tumor resection. The epidermal growth factor receptor (EGFR) promotes tumor cell proliferation and anglogenesis and inhibits apoptosis. Epidermal growth factor receptor expression increases in a stepwise manner during tumorigenesis and is overexpressed in > 50% of NSCLC tumors. This review discusses the reciprocal relationship between tumor cell hypoxia and EGFR. Recent studies suggest that hypoxia induces expression of EGFR and its ligands. In return, EGFR might enhance the cellular response to hypoxia by increasing expression of HIF-1α, and so act as a survival factor for hypoxic cancer cells. Immunohistochemical studies on a series of resected NSCLC tumors add weight to this contention by demonstrating a close association between expression of EGFR, HIF-1α, and:1 of HIF-1's target proteins, carbonic anhydrase IX. In this article we discuss emerging treatment strategies for NSCLC that target HIF-1, HIF-1 transcriptional targets, and EGFR.

Biology and Molecular Markers of Malignant Gonadal Germ Cell Tumors

Germ cell tumors occur both in the gonads of both sexes and in extra-gonadal sites during adoles-cence and early adulthood. Malignant ovarian germ cell tumors are rare neoplasms accounting for less than 5% of all cases of ovarian malignancy. In contrast, testicular cancer is the most common malignancy among young males. Most of patients survive the disease. Prognostic factors of gonadal germ cell tumors include histology, clinical stage, size of the primary tumor and residua, and levels of tumor markers. Germ cell tumors include heterogeneous histological subgroups. The most common subgroup includes germinomas (ovarian dysgerminoma and testicular seminoma); other subgroups are yolk sac tumors, embryonal carcinomas, immature teratomas and mixed tumors. The origin of germ cell tumors is most likely primordial germ cells. Factors behind germ cell tumor development and differentiation are still poorly known. The purpose of this study was to define novel diagnostic and prognostic factors for malignant gonadal germ cell tumors. In addition, the aim was to shed further light into the molecular mechanisms regulating gonadal germ cell tumorigenesis and differentiation by studying the roles of GATA transcription factors, pluripotent factors Oct-3/4 and AP-2γ, and estrogen receptors. This study revealed the prognostic value of CA-125 in malignant ovarian germ cell tumors. In addition advanced age and residual tumor had more adverse outcome. Several novel markers for histological diagnosis were defined. In the fetal development transcription factor GATA-4 was expressed in early fetal gonocytes and in testicular carcinoma precursor cells. In addition, GATA-4 was expressed in both gonadal germinomas, thus it may play a role in the development and differentiation of the germinoma tumor subtype. Pluripotent factors Oct-3/4 and AP-2γ were expressed in dysgerminomas, thus they could be used in the differential diagnosis of the germ cell tumors. Malignant ovarian germ cell tumors expressed estrogen receptors and their co-regulator SNURF. In addition, estrogen receptor expression was up-regulated by estradiol stimulation. Thus, gonadal steroid hormone burst in puberty may play a role in germ cell tumor development in the ovary. This study shed further light in to the molecular pathology of malignant gonadal germ cell tumors. In addition, some novel diagnostic and prognostic factors were defined. This data may be used in the differential diagnosis of germ cell tumor patients.

Differential regulation of early response genes by fibroblast growth factor (FGF) 8 and FGF18 in bovine granulosa cells in vitro

Les « Facteurs de croissance des fibroblastes» (FGF) agissent comme des régulateurs locaux sur la qualité des follicules et sont connus pour promouvoir la prolifération des cellules de granulosa, réduire l’apoptose et la stéroïdogenèse. Parmi la sous-famille FGF8, FGF18 est une exception puisqu’il semblerait avoir une fonction pro-apoptotique alors que FGF8 n’a pas été jusqu’à présent rapporté comme altérant la viabilité des cellules de la granulosa. Ces deux ligands ont un mode d’activation similaire et il pourrait être proposé que toute la sous-famille FGF8 ait la même réponse. L’objectif de cette étude était de déterminer si FGF8 et FGF18 activaient la même réponse précoce de gènes dans des cultures de granulosa bovine. Pour répondre à cette question, nous avons cultivé des cellules de la granulosa dans du milieu de culture sans sérum pendant 5 jours. Le jour 5, les cellules ont été traitées avec FGF8 ou FGF18. Nous avons eu recours à une approche de « puce à ADN » afin d’identifier la réponse précoce de gènes induite par FGF8 et FGF18, et les données ont été confirmées par des PCRs en temps réel lors d’une expérience in vitro où les cellules de granulosa ont été traitées avec FGF8 et FGF18 pendant différents temps. L’analyse du puce à ADN a identifié 12 gènes surexprimés par FGF8, incluant SPRY2, NR4A1, XIRP1, BAMBI, EGR1, FOS et FOSL1. A l’inverse, FGF18 n’a régulé aucun gène de manière significative. Les analyses de PCR ont confirmé l’augmentation d’ARNm codant pour EGR1, EGR3, FOS, XIRP1, FOSL1, SPRY2, NR4A1 et BAMBI après 2 h de traitement. FGF18 a entrainé seulement une augmentation de l’expression de EGR1 après 2 h de traitement parmi tous les gènes testés. Ces résultats démontrent donc que FGF8 et FGF18, malgré leur similarité dans le mode d’activation de leurs récepteurs, agissent sur les cellules de la granulosa via différentes voies de signalisation. FGF8 et FGF18, sont donc tous les deux capables de stimuler l’expression de EGR1, mais les voies de signalisation induites par la suite divergent.

La régulation du gène CYP19A1 dans les cellules de granulosa bovine in vitro

L’oestradiol joue un rôle important dans la reproduction en général, particulièrement dans la croissance folliculaire chez la vache. La production de l’œstradiol nécessite l’expression du gène CYP19A1 suite à la stimulation des cellules de granulosa par l’hormone folliculostimulante (FSH) ou le facteur de croissance insulinique de type 1 (IGF-1). Chez la vache, il existe six promoteurs (1.1 ; 1.2 ; 1.3 ; 1.4 ; 1.5 et 2) qui dirigent la transcription du gène CYP19A1 dans les cellules de la granulosa. Le principal promoteur qui dirige la transcription au niveau de l’ovaire (cellules de granulosa) est le promoteur 2 (P2). Cependant, l’effet de la FSH et de l’IGF-1 sur l’activation de ces promoteurs d’aromatase demeure mal connu. De plus, la demi-vie du transcrit CYP19A1 est très courte avec une région 3’UTR relativement longue. L’analyse de la séquence 3’UTR montre la présence des motifs ARE (séquence riche en AU), des études antérieur montrent que ces séquences impliquent dans la régulation de la stabilité ou la dégradation de l’ARNm, ce qui est fort probable que la courte demi-vie de l’ARNm CYP19A1 est sous le contrôle post-transcriptionel. L’objectif de la thèse visait à étudier la régulation de l’expression du gène CYP19A1 chez la vache. Il y a deux thèmes soit étude de la régulation transcriptionnelle ciblant le promoteur et soit étude de la régulation post-transcriptionnelle impliquant la région 3’non traduite (3’UTR). Le premier objectif vise à étudier la régulation transcriptionnelle du gène CYP19A1. Nous avons étudié l'activité du promoteur ovarien bovin dans deux modèles de cellules de la granulosa, les cellules lutéinisées et nonlutéinisées in vitro, suite à une stimulation des cellules par la FSH ou IGF-1. Nous avons également évalué la voie de signalisation impliquée dans la régulation des différents promoteurs en utilisant un RT-PCR et un gène rapporteur (les différents promoteurs d’aromatase ont été insérés dans le vecteur pGL3promoter en amont du gène exprimant la luciférase). Les résultats de RT-PCR démontrent que la FSH et l’IGF-1 augmentent les concentrations d’ARNm provenant des deux promoteurs 2 et 1.1 dans les cellules de la granulosa non lutéinisées. Des expériences subséquentes ont montré que la FSH stimule le promoteur 2 via la voie PKA tandis que l'IGF-1 stimule le promoteur 2 via la voie PKC. La FSH et l’IGF-1 stimulent l’expression du promoteur 1.1 via la voie PI3K. L’analyse de l’activité luciférase démontre que dans les cellules de granulosa lutéinisées, la FSH stimule le promoteur 1.1 de façon dose dépendante et ne semble y avoir aucun effet significatif sur le promoteur 2. Nous avons donc comparé l’activité du promoteur PII/P2 humain, du rat, de la chèvre et de la vache dans les cellules de granulosa bovine lutéinisées. Le résultat le plus significatif est que le promoteur 2 bovine (et caprine) dépend de plusieurs facteurs de transcription (NR5A2, FOXL2) comparé au promoteur PII humain et celui du promoteur proximal du rat qui dépendent principalement de l'AMPc. En effet, nos résultats ont démontré une expression raisonnablement robuste du P2 bovine lorsque les cellules sont traitées à la forskoline, NR5A2 et FOXL2. Le facteur FOXL2 semble déterminer l'activité du promoteur 2 chez le ruminant. Le deuxième objectif vise à étudier la régulation post-transcriptionnelle du gène CYP19A1. Pour ce faire, nous avons déterminé la séquence minimale de l'ARNm CYP19A1 requise pour la régulation de sa demi-vie. Différents séquences de la région 3’UTR ont été insérés dans le vecteur pGL3promoter en aval du gène exprimant la luciférase ou soit dans le vecteur pGEMTeasy. Le vecteur pGL3promoter a été transfecté dans les cellules de granulosa lutéinisées pour évaluer l'impact de la séquence 3'UTR sur l'expression du gène rapporteur de la luciférase, alors que le vecteur pGEMTeasy a été utilisé pour la transcription in vitro afin de générer de l’ARNm. Ce dernier sera utilisé en réaction croisée au UV avec des extraits protéiques pour démontrer l’association du complexe ARNm/protéine. L’analyse de l’activité luciférase a permis d’identifier une séquence de 200 pb située entre 926 et 1134 pb de la région 3'UTR de l’ARNm CYP19A1 qui a réduit significativement l’activité de la luciférase. Selon les analyses de la réaction croisée au UV, une ou plusieurs protéines de 66 et 80 kDA se lient spécifiquement à la séquence de 200 pb qui réduit l’activité de luciférase. Cette protéine s'exprime dans les cellules de granulosa, mais n’a pas été détectée dans d'autres tissus comme le foie et le cœur. Par ailleurs, l’utilisation du gène rapporteur sensible à la FSH a suscité l’intérêt d'une compagnie pharmaceutique qui vend de l’equine chorionic gonadotropin (eCG) pour lui permettre de distinguer facilement l’eCG ayant une forte activité FSH et donc, avoir un produit commercial plus efficace et de meilleure qualité. Dans cette étude, nous avons développé un système de bioessai à la FSH basé sur la transfection des cellules avec un récepteur à la FSH et un gène rapporteur colorimètrique qui permet d’estimer l’activité de la FSH dans le sérum de la jument et qui pourrait être applicable au niveau de la ferme/industrie.

Tumor de células granulares en lengua (tumor de Abrikossoff): reporte de caso

El tumor de células granulares (tumor de Abrikossoff) es una neoplasia benigna en un 98% de casos. Su presentación es escasa y la estirpe celular del tumor es controvertida; sin embargo, la detección positiva de proteína S-100 sugiere un origen neural. Se reporta el caso de una paciente de 16 años de edad con diagnóstico histopatológico de tumor de células granulares en el estudio de espécimen de resección quirúrgica de nódulo lingual.

Bone morphogenetic protein-6 enhances gonadotrophin-dependent progesterone and inhibin secretion and expression of rnRNA transcripts encoding gonadotrophin receptors and inhibin/activin subunits in chicken granulosa cells

The aims were to examine ovarian expression of bone morphogenetic protein (BMP) ligands/receptor mRNAs in the chicken and to test the hypothesis that theca-derived BMP(s) modulates granulosa cell function in a paracrine manner. RT-PCR revealed expression of multiple BMPs in granulosa and theca cells from prehierarchical and preovulatory follicles with greater expression in theca cells; both cell types expressed BMP receptors-1A, -1B and -II consistent with tissue responsiveness. Preovulatory granulosa cells F1, F2 and F3/4) were cultured with BMP-6 (expressed by theca but not granulosa) in the presence/absence of LH, FSH or 8-Br-cAMP. RMP-6 increased 'basal' and gonadotrophin-induced inhibin-A and progesterone secretion by each cell type but did not enhance the effect of 8-Br-cAMP. This indicates that the observed synergism between BMP-6 and gonadotrophin might involve BMP-induced up-regulation of gonadotrophin receptors. In support of this, BMP-6 alone increased LH-receptor (LHR) mRNA in F1 cells and FSH-receptor (FSHR) mRNA in F1, F2 and F3/4 cells. RMP-6 also enhanced LH/FSH-induced LHR transcript amount in each cell type but did not raise FSHR transcript amounts above those induced by BMP-6 alone. To further explore BMP6 action on inhibin-A secretion, we quantified inhibin/activin subunits (alpha, beta(A), beta(B)) mRNAs. Consistent with its effect on inhibin-A secretion, BMP-6 enhanced 'basal' expression of alpha- and beta(A)-Subunit mRNA in F1, F2 and F3/4 cells, and beta(B)-subunit mRNA in F3/4 cells. BMP-6 markedly enhanced FSH/LH-induced expression of alpha-subunit in all follicles and FSH-induced beta(A)-subunit in F2 and F3/4 follicles but not in F1 follicles. Neither BMP-6 alone, nor FSH/LH alone, affected 'basal' OB mRNA abundance. However, co-treatment with gonadotrophin and BMP-6 greatly increased beta(B)-subunit expression, the response being lowest in F1 follicles and greatest in F3/4 follicles. Collectively, these results support the hypothesis that intra-ovarian OMPs of thecal origin have a paracrine role in modulating granulosa cell function in the chicken in a preovulatory stage-dependent manner.

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.

Oocyte-mediated suppression of follicle-stimulating hormone- and insulin-like growth factor-induced secretion of steroids and inhibin-related proteins by bovine granulosa cells in vitro: Possible role of transforming growth factor alpha

The objective was to investigate the potential role of the oocyte in modulating proliferation and basal, FSH-induced and insulin-like growth factor (IGF)-induced secretion of inhibin A (inh A), activin A (act A), follistatin (FS), estradiol (E-2), and progesterone (P-4) by mural bovine granulosa cells. Cells from 4- to 6-mm follicles were cultured in serum-free medium containing insulin and androstenedione, and the effects of ovine FSH and IGF analogue (LR3-IGF-1) were tested alone and in the presence of denuded bovine oocytes (2, 8, or 20 per well). Medium was changed every 48 h, cultures were terminated after 144 h, and viable cell number was determined. Results are based on combined data from four independent cultures and are presented for the last time period only when responses were maximal. Both FSH and IGF increased (P < 0.001) secretion of inh A, act A, FS, E-2, and P-4 and raised cell number. In the absence of FSH or IGF, coculture with oocytes had no effect on any of the measured hormones, although cell number was increased up to 1.8-fold (P < 0.0001). Addition of oocytes to FSH-stimulated cells dose-dependently suppressed (P < 0.0001) inh A (6-fold maximum suppression), act A (5.5-fold), FS (3.6-fold), E-2 (4.6-fold), and P-4 (2.4-fold), with suppression increasing with FSH dose. Likewise, oocytes suppressed (P < 0.001) IGF-induced secretion of inh A, act A, FS, and E-2 (P < 0.05) but enhanced IGF-induced P-4 secretion (1.7-fold; P < 0.05). Given the similarity of these oocyte-mediated actions to those we observed previously following epidermal growth factor (EGF) treatment, we used immunocytochemistry to determine whether bovine oocytes express EGF or transforming growth factor (TGF) alpha. Intense staining with TGFalpha antibody (but not with EGF antibody) was detected in oocytes both before and after coculture. Experiments involving addition of TGFalpha to granulosa cells confirmed that the peptide mimicked the effects of oocytes on cell proliferation and on FSH- and IGF-induced hormone secretion. These experiments indicate that bovine oocytes secrete a factor(s) capable of modulating granulosa cell proliferation and responsiveness to FSH and IGF in terms of steroidogenesis and production of inhibin-related peptides, bovine oocytes express TGFalpha but not EGF, and TGFalpha is a prime candidate for mediating the actions of oocytes on bovine granulosa cells.

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.