Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9L7MCD
Type: Tese de Doutorado
Title: Regulação funcional dos testículos de Zebrafish (Danio rerio) adultos através do T3 E IGF3
Authors: Roberto Daltro Vidal de Souza Morais
First Advisor: Luiz Renato de Franca
metadata.dc.contributor.advisor2: Rudiger W. Schulz
First Co-advisor: Jan Bogerd
First Referee: Hugo Pereira Godinho
Second Referee: José Enemir dos Santos
Third Referee: Elizete Rizzo
metadata.dc.contributor.referee4: Erika Cristina Jorge
Abstract: A regulação da fase inicial da espermatogênese em peixes adultos é um processo que ainda não está bem estabelecido, particularmente os aspectos relacionados à proliferação das células de Sertoli e à auto-renovação ou diferenciação das espermatogônias-tronco (SSC) rumo à formação de espermatozóides. Neste contexto, investigamos no presente trabalho os eventuais efeitos diretos da triiodotironina (T3) nos testículos de zebrafish adultos, bem como a regulação e a atividade biológica do fator de crescimento semelhante à insulina 3 (Igf3/igf3). É sabido na literatura que os hormônios tireoidianos participam na regulação do crescimento e do equilíbrio do processo homeostático devertebrados, incluindo-se o desenvolvimento e o funcionamento do sistema reprodutivo. Em nosso estudo, descrevemos efeitos inéditos do T3 na estimulação da proliferação de células de Sertoli e espermatogônias do tipo A indiferenciadas (Aund) em testículos de zebrafish adultos. Estes efeitos foram sugeridos através de estudos de hibridização in situ (ISH), nos quais os mesmos estavam mediados através de receptores de hormônios tireoidianos localizados em células de Sertoli e Leydig. Utilizando-se de estudos in vitro, os efeitos do T3 na liberação de andrógenos, bem como na espermatogênese e na expressão de diversos genes de interesse selecionados foram avaliados. A liberação basal de andrógenos e a expressão de genes relacionados às células de Leydig não se alteraram em resposta ao T3. Entretanto, na presença de Fsh, o T3 potencializou os efeitos daliberação de andrógeno estimulada pelo Fsh, bem como a expressão gênica do receptor de andrógeno (ar) e da enzima esteroidogênica cyp17a1. Além disso, de forma isolada T3 estimulou a proliferação decélulas de Sertoli e de espermatogônias Aund, propiciando assim a possibilidade de formação de novos cistos espermatogênicos. Adicionalmente, estudos de explantes testiculares demonstraram que o Igf3, um novo membro da família Igf, específico de gônadas de teleósteos, mediou os efeitos do T3 na proliferação das células de Sertoli e Aund. Ainda, o T3 promoveu mudanças na expressão do geneconexina 43 (cx43), sabidamente responsivo ao T3. Em conjunto, estes resultados sugerem que o T3 amplia a população de células de Sertoli e, como consequência a de Aund nos testículos de zebrafish, envolvendo a sinalização de Igf, além de potencializar a produção de andrógenos estimulada pelo Fsh e elevar a sensibilidade testicular aos andrógenos. Em outra vertente deste trabalho, investigamos também a regulação e as eventuais funções do Igf3 nos testículos do zebrafish. É sabido que em vertebrados o sistema IGF desempenha importante papel na sobrevivência, migração, proliferação e diferenciação celulares. Assim, demonstramos que, sob a influência do Fsh, e de forma independente de andrógenos, a espermatogênese de zebrafish foi estimulada a partir da proliferação de espermatogônias do tipo A,resultando provavelmente em maior número de células germinativas haplóides. Ainda, demostramos que o Fsh estimulou a expressão de Igf3/igf3 nos testículos de zebrafish adultos, envolvendo a ativação dos fatores de transcrição Creb (proteína ligadora ao elemento responsivo ao AMP-cíclico) e ATF-1 (fator de transcrição dependente de AMP-cíclico), presentes na região promotora do gene igf3, conforme demonstrado por estudos de transfecção em células HEK 293T. Através de ISH e deimunocitoquímica, efeitos do Igf3 na proliferação espermatogonial foram sugeridos pela observação de células de Sertoli expressando Igf3 e que se encontravam envolvendo espermatogônias do tipo A. A incubação de explantes testiculares com o rzf Igf3 induziu aumento na expressão de genes relacionados com a diferenciação (dazl) e mitose (piwil2), além de estimular a proliferação de Aund, que foi drasticamente reduzida na presença do inibidor quinase de IGF-1R, o NVP-AEW541. Este mesmo inibidor, foi também capaz de reduzir significativamente a proliferação espermatogonial estimulada pelo Fsh, sugerindo que, mesmo sem a participação de andrógenos, via estimulação da expressão do fator de crescimento Igf3, esta gonadotrofina pode estimular a spermatogênese de zebrafish adultos. Em síntese, os resultados das duas vertentes do presente estudo fornecem importantes e inéditas informações acerca da melhor compreensão da regulação da função dos testículos de zebrafish adultos.
Abstract: The regulation of early stages of spermatogenesis in adult fish is a process that is not yet well understood, in particular the aspects related to the proliferation of Sertoli cells and self-renewal or differentiation of spermatogonial stem cells (SSC). In this context, the present study investigated the potentially direct effects of triiodothyronine (T3) in the testes of adult zebrafish, as well as the involvement and biological activity of the growth factor insulin-like 3 (Igf3/igf3) in the T3-mediated effects. It is known in the literature that thyroid hormones participate in regulating growth and homeostatic processes in vertebrates, including development and adult functioning of the reproductive system. Here we report a new stimulatory role of thyroid hormone on the proliferation of Sertoli cells and single, type A undifferentiated spermatogonia (Aund) in adult zebrafish testes. A direct role for T3 in zebrafish testis is suggested by in situ hybridization studies (ISH), which localized thyroid receptor alpha (thr) in Sertoli cells and the thyroid receptor beta (thr) mRNA in Sertoli andLeydig cells. Using a primary zebrafish testis tissue culture system, the effect of T3 on steroid release, spermatogenesis and the expression of selected genes was evaluated. Basal steroid release and Leydigcell gene expression did not change in response to T3. However, in the presence of follicle-stimulating hormone (Fsh), T3 potentiated gonadotropin-stimulated androgen release as well as androgenreceptor (ar) and 17-hydroxylase/17,20 lyase (cyp17a1) gene expression. Moreover, T3 alone stimulated the proliferation of both Sertoli cells and Aund, potentially resulting in newly formed spermatogenic cysts. Additional tissue culture studies demonstrated that Igf3, a new, gonad-specific member of the insulin-like growth factor family, mediated the stimulatory effect of T3 on the proliferation of Aund and Sertoli cells. Finally, T3 induced changes in connexin 43 mRNA levels in the testis, a known T3-responsive gene. Taken together, our studies suggest that T3 expands the population of Sertoli cells and Aund involving Igf signalling, and potentiates gonadotropin-stimulated testicular androgen production as well as androgen sensitivity. In another aspect of this work, we also investigate the regulation and the potential functions of Igf3/ifg3 in the zebrafish testis. It is known that in vertebrates the IGF system plays an important role in the cell survival, migration, proliferation and differentiation. Thus, we have shown that under the influence of Fsh, in an androgen-independent manner, stimulated zebrafish spermatogenesis to progress from the proliferation of spermatogonial of type A until the formation of haploid germ cells. In addition, we demonstrated that Fsh stimulated the expression of Igf3/igf3 in adult zebrafish testes,involving the activation of transcription factors Creb (cAMP response element binding protein) and ATF-1 (cAMP-dependent transcription factor 1), present in the promoter region of the igf3 gene, as demonstrated by transfection studies in HEK 293T cells. Using immunocytochemistry and ISH studies, Igf3 was localised in Sertoli cells contacting spermatogonia type A, suggesting that Igf3 effects can mainly be expected on this type of germ cells. Testicular explants incubated with rzf Igf3 increased the expression of differentiation (dazl) and mitosis (piwil2) related genes and also stimulated the proliferation of Aund, which was dramatically reduced in the presence of the IGF -1R kinase inhibitor, NVP-AEW541. This inhibitor was also able to significantly reduce Fsh-stimulated spermatogonial proliferation, suggesting that even without the participation of androgens, this gonadotropin can stimulate spermatogenesis in adult zebrafish via Igf3. In summary, the results ofthis study provide important and novel information to better understand the regulation of testicular functions in adult zebrafish .
Subject: Biologia celular
Testículos
Espermatogenese
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9L7MCD
Issue Date: 27-Sep-2013
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
tese_completa_roberto.pdf8.58 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.