Regulation of thecal endothelial cell function by growth factors in ruminants

This study was performed to investigate the effects of BMP4 and TGFβ1 on ovine thecal endothelial cell gene and protein expression. Ovine ovaries were obtained from adult ewes irrespective of stage of estrous cycle, and thecal endothelial cells were isolated using pluriSelect technology, and cultured. Following exposition to BMP4 and TGFβ1 for 24h, total ribonucleic acid (RNA) was isolated for quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analysis of genes with well-validated roles in endothelial cell proliferation, vascular formation and/or permeability. Proteomic analysis was also undertaken using mass spectrometry following exposure of ovine thecal endothelial cells to BMP4 for 48h. The results show that BMP4 and TGFβ1 regulated genes related to endothelial function, including fibroblast growth factor 18 and endothelin-1. Mass spectrometry analysis identified 1488 proteins in total, with significant up-regulation (>2- fold) of 28 proteins and down-regulation (<0.5-fold) of 29 proteins. Interactome analysis, by two distinct biochemical and biological databases, identified a high degree of genetic and physical interactions between TIMP1 and JUN, STAT3, CD63 signaling pathways. These observations were validated by a STRING analysis. In conclusion, the results presented herein show that exogenous administration of BMP4 or TGFβ1 induces changes in the ovine thecal endothelial cell proteome. However, the current study only involved investigation of expression changes in genes related to endothelial function. Future work assessing the transcriptome using RNA sequencing in primary ovine theca ECs is required to identify other genes that may be regulated by TGF signaling. Cette étude a été réalisée afin d'étudier les effets de BMP4 et de TGFβ1 sur l'expression de gènes et de protéine des cellules endothéliales de la thèque chez l'ovin. Les ovaires ovins ont été obtenus à partir de brebis adultes, quel que soit le stade du cycle oestral, et les cellules endothéliales de la thèque ont été isolées à l'aide de la technologie pluriSelect et cultivées. Après exposition à BMP4 et à TGFβ1 pendant 24 heures, les acides ribonucléiques totaux (ARN) ont été isolés pour une analyse quantitative de la réaction en chaîne de la polymérase en temps réel (qRT-PCR) de gènes de rôles bien connus dans la prolifération des cellules endothéliales, la formation et/ou la perméabilité vasculaire. Une analyse protéomique a également été réalisée à l'aide de la spectrométrie de masse après exposition de cellules endothéliales de la thèque à BMP4 pendant 48h. Les résultats montrent que BMP4 et TGFβ1 régulent les gènes liés à la fonction endothéliale, incluant le facteur de croissance des fibroblastes 18 et l’endothéline-1. L'analyse par spectrométrie de masse a identifié 1488 protéines totales dont 28 protéines sont significativement régulées positivement (> 2 fois) et 29 protéines régulées négativement (<0,5 fois). L’analyse de l’interactome, réalisée à partir de deux bases de données biochimiques et biologiques distinctes, a mis en évidence un degré élevé d’interactions génétiques et physiques entre les voies de signalisation TIMP1, JUN, STAT3 et CD63. Ces observations ont été validées par une analyse par STRING. En conclusion, ces résultats montrent que l'administration exogène de BMP4 ou de TGFβ1 induit des modifications du protéome de la cellule endothéliale de la thèque chez l'ovin. Cependant, la présente étude ne portait que sur des changements d'expression des gènes liés à la fonction endothéliale. Des travaux additionnels seront nécessaires afin d’évaluer le transcriptome, grâce au séquençage d’ARN des cellules endothéliales primaires de la thèque ovine pour identifier d'autres gènes susceptibles d'être régulés par la signalisation du TGF.

Keyphrases: Transforming growth factor β, Endothelial cells, Fibroblast growth factor 18, Bone morphogenetic protein, Facteur de croissance transformant β, Ovaire ovin, Cellules endothéliales, Facteur de croissance fibroblastique de type 18, Protéine osseuse morphogénétique, Ovine ovary