Mechanismen des Oozyten - und Embryonentransports im Eileiter: Regulation durch das epitheliale cholinerge System
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Am Modell von Rind und Maus konnten wir zeigen, dass der physiologische Gameten- und Embryonentransport speziesspezifisch und ortsspezifisch verschieden erfolgt. Während es in der Ampulla regelmäßig nach der Ovulation zu einer ausgeprägten gameto-maternalen Interaktion mit Anheftung des vitalen Cumulus-Oozyt-Complexes an das Eileiterepithel kommt, erfolgt im Isthmus vorwiegend der Transport des Embryos. Während dies beim Rind überwiegend durch Zilienschlag erfolgt, wird der Embryo der Maus in dem deutlich kleineren Eileiterlumen überwiegend durch Kontraktionen der glatten Muskulatur transportiert. Sowohl beim Rind als auch bei der Maus treten keine signifikanten Veränderungen der Partikeltransportgeschwindigkeit (PTG) im Eileiter während des Zyklus und nach der Implantation des Embryos auf. Dagegen ist der frühe Rinderembryo während seiner Wanderung durch den Eileiter in der Lage, lokal die eigene Transportgeschwindigkeit herunter zu regulieren. Während seiner Wanderung durch das Ovidukt ist der Embryo zudem in der Lage, die Vaskularisation zu steigern und die Bildung sekretorischer Zellen zu induzieren – ein Ergebnis der ersten embryo-maternalen Kommunikation, die das Überleben des Embryos sicherstellt. Wie mit Laser-assistiertem Zellpicking mittels RT-PCR nachgewiesen, werden die Untereinheiten der nikotinischen und muskarinischen Rezeptoren im Eileitereptihel exprimiert – dies impliziert, dass das non-neuronale cholinerge System an der Integrität der Eileiterfunktion beteiligt ist. Im Gegensatz zur Trachea, bei der non-neuronales Acetylcholin den Zilienschlag reguliert, wird jedoch die ziliäre Aktivität im Eileiter nicht durch das nonneuronale cholinerge System moduliert. So verändern sich die PTG und die ZSF weder nach Zugabe von Agonisten noch nach Zugabe von Antagonisten. Zudem sind die PTG und die ZSF in muskarinischen Rezeptor Knockout Mäusen im Vergleich zu Wildtypkontrollen nicht verändert. Die im Vergleich zur Trachea deutlich höhere und konstant gehaltene Transportgeschwindigkeit im Eileiter sichert eine effektive mukoziliäre Clearance des Eileiters während Zyklus und Trächtigkeit. Wie wir kürzlich zeigen konnten, wird durch die Gabe von Muskarin der Calcium-Einstrom in den Eileiterepithelzellen induziert – dies ist Gegenstand weiterer aktueller Forschungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009): Ciliary transport, gamete interaction and effects of the early embryo in the oviduct: ex vivo analyses using a new digital videomicroscopic system in the cow. Biol Reprod 81: 267-274
Kölle S, Dubielzig S, Reese S, Wehrend A, Koenig P, Kummer W
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(2009): Suitability of muscarinic acetylcholine receptor antibodies for immunohistochemistry evaluated on tissue sections of receptor gene-deficient mice. Naunyn-Schmiedeberg`s Arch Pharmacol 379: 389- 395
Jositsch G, Papadakis T, Haberberger RV, Wolff M, Wess J, Kummer W
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Morphologische Charakterisierung und ex vivo Funktionsuntersuchungen zum Einfluss des cholinergen Systems auf den ziliären Transport im Eileiter der Maus. Dissertation, Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Giessen, 2009
Noreikat K
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(2010): New aspects of gamete transport, fertilization and embryonic development in the oviduct gained by life cell imaging. Theriogenology 73: 786- 795
Kölle S, Reese S, Kummer W
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(2011): The early events of reproduction- new insights gained by live cell imaging. Wien Tierärztl Mschr 98: 1-5
Kölle S
