dc.contributor.author
Okasha, Mohamed Elsir Elnageeb
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:57:42Z
dc.date.available
2009-04-28T08:13:00.846Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7199
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11398
dc.description.abstract
Oviductal samples from 28 cows were used to examine the expression of NADPH
oxidase (NOX) enzymes and their activation subunits in the bovine oviduct
during the estrous cycle. The regional expression pattern of NOX enzymes in
oviducts from ipsi- and contra-lateral site was also investigated. Bovine
oviducts collected from the slaughterhouse were classified into 4 groups:
post- ovulatory (day 1-5), early-to-mid luteal (day 6-12), late luteal (day
13-18), and pre-ovulatory (day 19-21) phases. For each phase ipsi- and contra-
lateral oviducts were identified according to ovulation side and further sub-
divided into two separate regions, the ampulla and isthmus. Thereafter, the
oviductal mucosa was recovered separately from ampulla and isthmus. For in
vitro investigation of NOX enzymes mRNA expression, a primary oviductal cells
culture was used. The cells were stimulated for 6h with physiological
concentrations of E2 (10pg/ml), P4 (10ng/ml), AA (10µM) or PGE2 (0.25µM).
Samples were collected for RNA isolation with intervals of 2 hours at time
points 0h, 2h, 4h, or 6h of treatment. Cell cultures without hormonal
treatment were used as control for each of the time points. For the first time
NOX and their activation subunits were found expressed in oviductal mucosal
cells in ampulla and isthmus of ipsi- and contra-lateral oviduct throughout
the estrus cycle. Only DUOX2 was absent in bovine oviductal mucosa confirmed
by detection of its mRNA in bovine endometrial cells. NOX1, NOX2 and DUOX1
showed non-estrous cycle-dependant expression pattern, while mRNA expression
of NOX4 and NOX5 were estrous cycle-dependant. NOX4 and NOX5 showed distinct
expression pattern: NOX4 mRNA was up-regulated during the pre- and post-
ovulatory phase, while the level of NOX5 mRNA expression was increased after
ovulation and during early-to-mid luteal phase. In addition, NOX5 mRNA has a
significant regional expression during post-ovulatory phase: its mRNA is up-
regulated in the isthmus of ipsi-lateral oviduct compared to ampulla.
Furthermore, all mRNA of the NOX subunits (p22phox, p67phox, p47phox, p40phox)
were continuously detected without any significant difference between the
different regions of oviduct during the estrous cycle. These subunits seemed
to be expressed equally between the different phases of the estrous cycle and
showed a positive correlation with expression levels of NOX1, NOX2.
Furthermore, NOX4 has a strong positive correlation with its activating
subunits p22phox during the post-ovulatory phase. For the in vitro expression,
all NOX enzyme components were detected in the untreated and treated primary
oviductal cell cultures. E2 or P4 treatments resulted in an up-regulation of
some NOX components, namely NOX2, p22phox and p47phox, while DUOX1 mRNA
expression was up-regulated under P4 treatment and down-regulated by E2. One
observation is that NOX5 mRNA was undetectable in untreated cells or treated
cells during the whole experimental period. Generally, AA as well as PGE2
treatments showed no significant effects on the expression of NOX enzymes,
although AA treatment significantly down-regulates mRNA expression of p67phox
and p47phox while PGE2 induces up-regulation of p22phox and p47phox. The
obtained expression pattern of NOX components during the estrous cycle pointed
to NOX enzymes as a novel source for balanced ROS levels in the oviductal
environment. The enzyme activity may be regulated by endocrine and/or local
factors. Presence of NOX subunits with distinct expression pattern and its
responses in cell culture could be point towards precise mechanisms to
regulate NOX activities. Moreover, ROS was implicated in early reproductive
events occurring in oviduct and may play important new roles in physiological
and pathological effects in the female reproductive tract. This leads to the
hypothesis that providing controlled levels of these molecules have benefits
on oocyte maturation, spermatozoa function, fertilization and early embryo
development in the cow.
de
dc.description.abstract
Von 28 Kühen wurden Ovidukte verwendet um die Expression der NADPH-Oxidase
(NOX)-Enzyme und deren Aktivierungsuntereinheiten während des Sexualzyklus zu
untersuchen. Das Expressionsmuster der NOX-Enzyme in den verschiedenen
Regionen des Oviduktes wurde ebenfalls untersucht. Bovine Ovidukte wurden am
Schlachthof gewonnen und in 4 Gruppen eingeteilt: post-ovulatorische Phase
(Tag 1-5), frühe-mittlere Lutealphase (Tag 6-12), späte Lutealphase (Tag
13-18) und prä-ovulatorische Phase (Tag 19-21). Für jede Phase wurden
ipsilatereale (Seite der Ovulation bzw. mit Corpus Luteum) und kontralaterale
Ovidukte gewonnen und weiter eingeteilt in die Abschnitte Ampulle oder
Isthmus. Danach wurde die Oviduktmukosaschicht von den einzelnen Abschnitten
gewonnen. Für in vitro-Untersuchungen der mRNA-Expression der NOX-Enzyme wurde
eine Ovidukt-Primärzellkultur verwendet. Die Zellen wurden für 6h mit
physiologischen Konzentrationen von E2 (10pg/ml), P4 (10ng/ml), AA (10µM) oder
PGE2 (0.25µM) behandelt. Proben wurden für die RNA-Isolierung im Abstand von 2
Stunden gewonnen zu den folgenden Zeitpunkten: 0h, 2h, 4h, oder 6h.
Zellkulturen ohne Hormonbehandlung wurden als Kontrollen zu diesen Zeitpunkten
verwendet. Zum ersten Mal wurde die Expression von NOX und deren
Aktivierungsuntereinheiten in allen Regionen des bovinen Oviduktes während des
Sexualzykluses dektektiert. Nur DUOX2 mRNA konnte im bovinen Ovidukt nicht
nachgewiesen werden, sehr wohl aber in bovinen Endometriumszellen. NOX1, NOX2
und DUOX1 zeigten kein sexualzyklusabhängiges Expressionsmuster im Ovidukt,
während die mRNA-Expression von NOX4 und NOX5 zyklusabhängig war. NOX4 und
NOX5 zeigten folgende spezifische Expressionsmuster: NOX4 mRNA-Expression war
während der prä- und post-ovulatorischen Phase erhöht verglichen mit der
Lutealphase. Dagegen stieg die NOX5 mRNA-Expression nach der Ovulation und
während der frühen-mittleren Lutealphase an. Zusätzlich zeigte die NOX5 mRNA-
Expression ein lokal-spezifisches Expressionsmuster während der post-
ovulatorischen Phase. NOX5 mRNA-Gehalte waren im Isthmus des ipsi-lateralen
Oviduktes hochreguliert verglichen mit der Ampulle. Die mRNA der NOX-
Unterheinheiten (p22phox, p67phox, p47phox, p40phox) wurden auf konstanten
Niveau in den verschiedenen Regionen des Oviduktes exprimiert als auch während
des Sexualzykluses. Die mRNA-Expression dieser NOX-Untereinheiten zeigte eine
positive Korrelation mit der Expression von NOX1 und NOX2. NOX4 wies auch eine
starke positive Korrelation mit seiner Aktivierungseinheit p22phox während der
post-ovulatorischen Phase auf. mRNA-Expression für fast alle NOX-Enzym-
Komponenten wurden in in vitro-Experimenten gefunden, sowohl in unbehandelten
als auch behandelten Primär-Oviduktzellkulturen. E2-oder P4-Behandlung
resultierte in einer Hochregulierung von einigen NOX-Enzym-Komponenten: NOX2,
p22phox und p47phox. DUOX1 mRNA-Expression hingegen wurde unter P4-Behandlung
erhöht und durch E2-Behandlung erniedrigt. Im Gegensatz dazu konnte keine NOX5
mRNA während der gesamten Zeit in unbehandelten oder behandelten Zellen
nachgewiesen werden. Meistens zeigte die Behandlung der Zellen mit AA oder
PGE2 keine signifikanten Effekte auf die Expression der NOX-Enzyme. Ausnahmen
war die Abschwächung der mRNA-Expression von p67phox und p47phox durch AA,
während PGE2 eine Erhöhung der mRNA-Expression von p22phox und p47phox
induzierte. Die erhaltenen Expressionsdaten der NOX-Enzym-Komponenten im
Ovidukt während des Sexualzykluses deuten darauf hin, dass NOX-Enzyme eine
neue Quelle für eine regulierte ROS-Konzentration im Ovidukt sind. Die
Enzymaktivität kann durch endokrine oder lokale Faktoren reguliert werden. Die
Anwesenheit der NOX-Untereinheiten und ihre Regulation auf Hormone in
Zellkulturexperimenten deuten auf einen fein regulierten Mechanismus hin um
die NOX-Aktivität zu steuern. ROS ist involviert in frühe Vorgänge der
Reproduktion, die im Ovidukt vonstatten gehen und spielen möglicherweise eine
wichtige Rolle in physiologischen und pathologischen Vorgängen im weiblichen
Reproduktionstrakt. Dies führt zu der Hypothese, dass diese Komponenten unter
genauer Kontrolle einen positiven Einfluss auf Oozytenreifung,
Spermienfunktion, Befruchtung und Entwicklung des frühen Embryos in der Kuh
spielen können.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Gene expression
dc.subject
Oestrous cycle
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft
dc.title
Identification and quantification of regional expression of members of the
NADPH oxidase (NOX) enzyme family during the estrous cycles in the bovine
oviduct
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Dr. R. Einspanier
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Wilhelm Kanitz
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Heike Tönhardt
dc.date.accepted
2009-03-26
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000009655-9
dc.title.translated
Identifizierung und Quantifizierung der regionalen Expression von Vertretern
der NADPH Oxidase (NOX) Enzym-Familie während des Sexualzyklus im bovinen
Ovidukt
de
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000009655
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000005462
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access