Quantity in expense of quality - role of estrogens for spermatogenesis and sperm maturation in teratozoospermic cat
Final Report Abstract
Von den 37 Katzenarten sind mit Ausnahme der Hauskatze alle als gefährdet oder bedroht eingestuft. Der Einsatz von Verfahren zur assistierten Reproduktion wird jedoch durch die Terato-zoo-spermie (<40% morphologisch intakter Spermien im Ejakulat), ein häufiges reproduktions-biologisches Phänomen innerhalb der Felidae, empfindlich limitiert. Die zellulären und molekularen Ursachen der Teratozoospermie, aber auch mögliche evolutionsökologische Hintergründe, sind weitgehend ungeklärt. Bisher konnte gezeigt werden, dass die Teratozoospermie bei Katzenartigen spermatogenetische Ursachen hat. Der Verlust an morphologisch intakten Spermien geht mit einer stark erhöhten Spermienproduktion einher. Wir konnten zeigen, dass bei teratozoospermen Hauskatzen die normalen Mechanismen der zellulären Elimination degenerierter Keimzellen (Apoptose) im Verlauf der Spermatogenese gestört sind. Weiterhin konnten wir die These untermauern, dass dem Phänomen Teratozoospermie eine genetische Komponente zu Grunde liegt. Unsere Annahme, dass in einer freilebenden Hauskatzenpopulation auch Kater mit spermatogenetisch manifester Teratozoospermie vorhanden sind, konnte nicht bestätigt werden. Eine Analyse der Sertolizell-Effizienz von zufällig ausgewählten Katern zeigte keine Unterschiede zwischen Tieren mit teratozoospermen und normalen Morphologiebefunden. Erst die gezielte Zucht von teratozoospermen Hauskatzen per Inzucht bzw. die Gefangenschaftszucht von gefährdeten Feliden mit wenigen, eng verwandten Individuen birgt die Gefahr einer Manifestation der Teratozoospermie, die sich auch in einer veränderten Spermatogenese widerspiegelt. Schwerpunkt im Projekt war die Aufklärung der Rolle von Östrogenen für die Spermatogenese der Hauskatze und insbesondere bei der Ausprägung der genetisch determinierten Teratozoospermie. Im Verlauf der sexuellen Reifung beim Kater konnte eine differentielle Expression des Östrogenrezeptors ESR1 im Testis und den verschiedenen Segmenten des Nebenhodens nachgewiesen werden, während der ESR2 und die untersuchten Enzyme der Steroidbiosynthese keine spezifischen Muster erkennen ließen. Wir konnten mehrere Splicingvarianten des ESR1 bei der Hauskatze nachweisen, wobei eine Splicingvariante (Deletion Exon 6) eine testis-spezifische Expression auch auf Proteinebene aufwies und vor allem in Sertolizellen exprimiert wird. Die zelltypspezifische Expression der Rezeptor-Deletionsvariante deutet auf eine spezifische Funktion in der Hormon-Rezeptor-Interaktion innerhalb der Keimdrüsen hin.
Publications
- (2008). Influence of estrogens during sexual maturation: differential expression of the alpha receptor in the cat epididymis. 6th International Symposium on Canine and Feline Reproduction Proceedings, 222-223
Schön J, Neumann S, Jewgenow K
- Teratospermia and Estradiol. 1st PhD Student Symposium – Small datasets and broad conclusions – Is this helpful for nature conservation? 11.09.-12.09.2008, Berlin
Waldau S
- (2009). Expression of estrogen receptors and their variants in the cat’s (Felis silvestris catus) male reproductive tract. Reprod Domestic Anim 2009, 44 (Suppl 1), 39
Waldau S, Sharbati–Tehrani S, Schön J, Jewgenow K
- 2009. Influence of estrogens during sexual maturation: differential expression of the alpha receptor in the cat’s epididymis. Reproduction in Domestic Animals 44 (Suppl.2): 294-301
Schön J, Neumann S, Jewgenow K
- 2009. Reduced Germ Cell Apoptosis during Spermatogenesis in the Teratospermic Domestic Cat. Journal of Andrology 30(4):460-468
Jewgenow K, Neubauer K, Blottner S, Schön J, Wildt DE, Pukazhenthi BS
- Onset of puberty is accompanied by drastic changes in the testicular estrogen receptor alpha expression in the cat (Felis catus). Reprod Domestic Anim 2010, 45 (Suppl 1), 49
Schön J, Waldau A, Sharbati S, Jewgenow J
- Estrogen receptor alpha: expression of exon deletion variants in the gonads of domestic cats. Reprod Domestic Anim 2011, 46 (Suppl 1), 36-37
Ritter J, Sharbati S, Jewgenow K, Schön J
