title: Influence of Testosterone on the Expression of TGF-betas in testicular Sertoli cells and Germ cells
title: Einfluss von Testosteron auf die Expression der TGF-betas in testikulären Sertolizellen und Keimzellen
Creators: name: Ney, Juliane Corinna
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: Infertility ,
Testosteron
Testosterone
Medizin, Gesundheit
signaling pathway
Enzyme-linked immunosorbent assay
Immuncytochemie
Transforming growth factor
Signaltransduktion
Transforming Growth Factor beta
Zellku
Hoden
Sterilität

description: The regulation of spermatogenesis
      is based on a complex network of endocrine, paracrine and
      cellular mediators. The specific process of spermatogenesis
      is known in detail, but despite intensive research the exact
      regulation is not known yet. A lot of research teams tried to
      develop in vitro-systems to cultivate germ cells and therfor
      contribute towards clarifying the modulatory mechanics. But
      up to today it is not possible to seed germ cells to
      elongated spermatids or spermatozoon under in vitro
      conditions. In previous studies from our research team as
      well as other research teams the hypothesis was drawn, that
      TGF-β and the apoptosis of germ cells, that is induced by
      TGF-β at the onset of puberty may have an essential role for
      spermatogenesis. In this study we tried to figure out, if the
      secretion of TGF-β might be regulated by androgen. Over a
      period of 72h we stimulated sertoli cells (SK11), a mixture
      of sertoli cells and peritubular cells (WL3) and germ cells
      (GC2) with different concentrations of testosterone.
      Afterwards we measured the concentration of TGF-β in the
      medium of these cells via ELISA. Sertoli cells (SK11)
      secreted just 20% as much TGF-β1 as the mixed culture (WL3)
      and just 3% as much TGF-β2 as the mixed culture (WL3). The
      secretion of TGF-β1 and TGF-β2 in sertoli cells (SK11) as
      well as the mixed culture (WL3) was inhibited by testosterone
      depending on its concentration. This effect was reversible by
      stimulation with the antiandrogene flutamid. This shows, that
      immortilised sertoli cells have a functional AR.
      Interestingly there was no TGF-β3 secretion detectable in the
      prepubertal germ cells (GC2) nor in the mixed culture (WL3).
      Furthermore we could not measure any secretion of TGF-β2 in
      the germ cells (GC2). For further confirmation of our results
      we analysed the TGF-β2 secretion and AR expression of
      testicular cells from microscopic cuts of infertile men via
      immunohistochemic. Thereby we observed, that the microscopic
      cuts of men with a disturbed spermatogenesis had a
      significant stronger colouration of TGF-β2 in testicular
      cells, than the ones with normal spermatogenesis. However we
      were not able to show a correlation between AR-Expression and
      TGF-β2 secretion with this method and so far we did not use
      another method. In conclusion we were able to show, that
      TGF-β1 and TGF-β2 are regulated by androgen. Thus one
      mechanism of regulation during spermatogenesis is understood
      and can prove helpful for further studies, that involve the
      mechanism of spermatogenesis. Moreover it may be one step
      further regarding the improvement of different therapy
      options for male infertility.
description: Die Regulation der Spermatogenese
      beruht auf einem komplexen Netzwerk an endokrinen, parakrinen
      und zellulären Mediatoren. Der genaue Ablauf der
      Spermatogenese ist detailliert bekannt, doch trotz intensiver
      Forschung ist bis heute die genaue Regelung unbekannt. Viele
      Gruppen versuchten in vitro-Systeme zur Kultivierung von
      Keimzellen zu entwickeln und so zur Klärung der regulierenden
      Mechnanismen beizutragen. Es ist bis heute jedoch nicht
      möglich, Keimzellen in vitro bis zu elongierten Spermatiden
      oder Spermatozoen zu kultivieren. In früheren Studien unserer
      Arbeitsgruppe als auch anderer Gruppen wurde die Hypothese
      aufgestellt, dass TGF-β und die durch TGF-β induzierte
      Apoptose von Keimzellen bei Eintritt in die Pubertät eine
      essentielle Rolle in der Spermatogenese hat. In dieser Arbeit
      versuchten wir herauszufinden, ob die TGF-β Sekretion
      eventuell Androgen reguliert sein könnte. Über einen Zeitraum
      von 72h wurden reine Sertolizellen (SK11), eine Mischkultur
      aus Sertolizellen und Peritubulärzellen (WL3) und reine
      Keimzellen (GC2) mit Testosteron in verschiedenen
      Konzentrationen stimuliert. Anschließend wurde mittels ELISA
      die TGF-β Menge im Mediumüberstand dieser Zellen gemessen.
      Die Sertolizellen (SK11) sezernierten nur 20% so viel TGF-β1
      wie die Mischkultur (WL3) und sogar nur 3% so viel TGF-β2 wie
      die Mischkultur (WL3). Die TGF-β1 und TGF-β2 Sekretion in
      reinen Sertolizellen (SK11) und der Mischkultur (WL3) konnte
      konzentrationsabhängig von Testosteron inhibiert werden.
      Dieser Effekt war durch eine antiandrogene Stimulierung mit
      Flutamid reversibel. Dies weist darauf hin, dass
      immortalisierte Sertolizellen einen funktionellen AR
      aufweisen. Interessanterweise maßen wir keine TGF-β3
      Sekretion in präpubertären Keimzellen (GC2) und der
      Mischkultur (WL3). Außerdem konnten wir keine TGF-β2
      Sekretion in Keimzellen (GC2) messen. Zur Bestätigung unserer
      Ergebnisse untersuchten wir zusätzlich die TGF-β2 Sekretion
      und die AR-Expression testikulärer Zellen an Hodenschnitten
      infertiler Männer mittels Immunhistochemie. Dabei
      beobachteten wir, dass es in den Hodenschnitten von Männern
      mit gestörter Spermatogenese zu einer signifikant stärkeren
      Anfärbung von TGF-β2 in den testikulären Zellen kam, als in
      den Schnitten von Männern mit normaler Spermatogenese. Ein
      Zusammenhang zwischen der AR-Expression und TGF-β2 Sekretion
      ließ sich mit dieser Methode nicht herstellen und wurde von
      uns mit anderweitiger Methodik noch nicht nachgegangen. Damit
      konnten wir aufzeigen, dass TGF-β1 und TGF-β2 androgen
      reguliert sind. Somit ist ein Regulationsmechanismus während
      der Spermatogenese verstanden und kann als Hilfe für weitere
      Studien zur Klärung des gesamten Mechanismus Spermatogenese
      beitragen und den Weg zur Realisierung verbesserter
      Therapieoptionen bei männlicher Infertilität ebnen.