İnsan sperminde oosit aktivasyonunu tetikleyen yolakların araştırılması ve erkek infertilitesi ile ilişkisi
Investigation of the pathways triggering oocyte activation in human sperm and their relationship with male infertility
Yazar: TUĞBA DAŞBAŞI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU DURSUNOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı / Histoloji ve Embriyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Fosfolipazlar = Phospholipases ; Kalsiyum = Calcium ; Kısırlık = Infertility ; Kısırlık-erkek = Infertility-male ; Oositler = Oocytes ; Sperm = Spermatozoa

Özet:
Memeli fertilizasyonunda oosit aktivasyonunun, fosfolipaz C zeta (PLCζ) olarak adlandırılan sperme özgü bir fosfolipaz C tarafından tetiklendiği bilinmektedir. Aktivasyon süreci, inositol-1,4,5-trifosfat (IP3) yoluyla PLCζ aktivitesine yanıt olarak kalsiyum (Ca+2) salınımı ile başlatılmakta ve kontrol edilmektedir. Ancak bu enzimin ve onun etkilerine aracılık eden inositol-1,4,5-trifosfat reseptörü-1 (IP3R1)'in insan ejaküle spermlerinde ekspresyonları ve sperm fonksiyonları ile ilişkisi tam olarak bilinmemektedir. Bu çalışmada, insan ejaküle spermlerinde PLCζ enziminin ve IP3R1'in ekspresyonlarının araştırılması ve semen parametreleri ile ilişkilerinin değerlendirilerek erkek infertilitesi üzerindeki rollerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır.
Çalışmaya, Selçuk Üniversitesi, Tıp Fakültesi Hastanesi, Androloji Laboratuarına rutin semen analizi için başvuran 18-50 yaş aralığında bulunan 30 erkek birey dahil edildi. Dünya Sağlık Örgütü (WHO; 2010) kriterlerine göre değerlendirilen semen parametreleri; sperm konsantrasyonu, total sayı, total motilite, progresif motilite, hızlı progresif  motilite, yavaş progresif motilite ve normal sperm morfolojisini kapsadı. Çalışma popülasyonu 3 gruba ayrıldı; normozoospermi: (n=12); sperm konsantrasyonu ≥15 milyon/ml, oligozoospermi (n=12); sperm konsantrasyonu 5-15 milyon/ml, şiddetli oligozoospermi(n=10); sperm konsantrasyonu  <5 milyon/ml. Semen örnekleri, indirekt immunofloresans yöntemle PLCζ ve IP3R1 için primer antikorlar ile işaretlendi. Protein ekspresyonları fluoresan mikroskop altında değerlendirilerek ekspresyon yüzdeleri belirlendi. Ayrıca hastaların biyokimyasal olarak kan ve semen Ca+2 düzeyleri belirlendi. PLCζ ve IP3R1 ekspresyonları ve kan ve semen Ca+2 seviyeleri gruplar arasında karşılaştırıldı.
Sonuçlarımız, PLCζ ve IP3R1 ekspresyonlarının, normozoospermi grubunda en yüksek iken, oligozoospermi grubunda azaldığını, şiddetli oligozoospremi grubunda ise en düşük olduğunu gösterdi. PLCζ ve IP3R1 ekspresyonları ile sperm konsantrasyonu, total sayısı ve total progresif motil sperm sayısı (TPMSS) arasında pozitif korelasyon görüldü. Ayrıca PLCζve IP3R1 ekspresyonlarının bazı sperm morfolojik anomalileri ile ilişkili olduğu saptandı. Sonuç olarak, çalışmamız PLCζ ve IP3R1'in insan ejaküle spermlerinde ekspresyonlarının iyi bir semen kalitesi için gerekliliğini ortaya koymaktadır.Tüm bu bilgiler ışığında oosit aktivasyonu için gerekli olan bu yolaklar, erkek infertilitesinin moleküler belirteçleri olarak kullanılabilir ve tanı ve tedavide yeni stratejilerin geliştirilmesinde potansiyel hedefler olabilir.

Anahtar Kelimeler: Erkekİnfertilitesi, Kalsiyum, Semen Parametreleri, PLCζ, IP3R1.

Abstract:
Its know that oocyte activation in mammalian fertilization is triggered by a sperm specific phospholipas C called Phospholipase C zeta (PLCζ). The activation process is initiated and controlled by the release of calcium in response toPLCζ activity via inositol-1,4,5-triphosphate(IP3). However, the expreeion of this enzyme and inositol-1,4,5-triphosphate receptor-1(IP3R1), which mediatesits effects, in human  ejaculated sperm and its relationshipwith sperm functions are not fully known. In this study, it is aimed to investigate the expressions of PLCζ enzyme and IP3R1 in human ejaculated sperm and to determine their role in male infertility by evaluating their relationshipwith semen parameters.
Thirty male individuals aged between 18-50 years who applied to SelcukUniversity,  Medical Faculty Hospital,  Andrology Laboratoryforroutine semen analysis were included in the study. Semen parameters evaluated according to the World Health  Organization  (WHO; 2010) criteria; included sperm concentration, total count, totalmotility, slow progressive motility and normal sperm morphology. The study population was divide dinto 3 groups; normozoospermia: (n=12); sperm concentration ≥ 15million/ml, oligozoospermia (n;=12); spermconcentration 5-15 million/ml, severe oligozoospermia (n=10); sperm concentration <5 million/ml.
Semen samples were stained with primary antibodies for PLCζ and IP3R1 by indirect immunofluorescence method. Expression percentages were determined by evaluating protein expression sunder a fluorescent microscope. In addition, biochemical blood and semen Ca+2 levels of the patients were determined. Expressions of PLCζ and IP3R1 and blood and semen Ca+2 levels were compared between groups.
Our result showed that PLCζ and IP3R1 expressions were highest in the norrmozoospermia group, decreased  in the oligozoospermia group and lowest in the severe oligozoospermia groyp. A positive correlation was found between PLCζ and IP3R1 expressions and sperm concentration, total count and total progressive motile sperm count.  Also,  PLCζ and IP3R1 expressions we found to be associated with some sperm morphological anomalies. In conclusion, our study reveals that the expression of  PLCζ and IP3R1 in human ejaculated sperm is necessary for good semen quality. In the light of all this information, these pathways required for oocyte activation can be used as molecular markers of male infertilityand may be potential targets for the development of new strategies in diagnosis and treatment.

Keywords: Male Infertility, Calcium, Semen Parameters, PLCζ, IP3R.