Studie enthüllt Rolle von TLE6 bei der Entwicklung männlicher Spermien

Unfruchtbarkeit ist eine große globale Herausforderung, die mit physiologischen und psychologischen Auswirkungen verbunden ist. Genetische Mutationen, die die frühe Embryonalentwicklung, die Reifung von Eizellen und die Befruchtung beeinflussen, wurden kürzlich als Ursachen für Unfruchtbarkeit untersucht. Eine der am besten untersuchten Ursachen für frühe embryonale Unfruchtbarkeit sind Mutationen in den Genen, die mit dem subkortikalen Maternalkomplex (SCMC) zusammenhängen.

SCMC ist an der Entwicklung und Spaltung des Embryos beteiligt, indem es die Struktur des Zytoplasmas der Eizelle aufrechterhält und Proteine ​​rekrutiert, die die ordnungsgemäße Embryobildung unterstützen. SCMC besteht aus mehreren Proteinen, von denen der Transducin-ähnliche Enhancer von Split 6 (TLE6) das wichtigste Mitglied ist. In Abwesenheit von TLE6 ist die strukturelle Integrität von SCMC beeinträchtigt und die Zellteilung im Embryo scheitert nach dem Zwei-Zellen-Stadium, was zur Fragmentierung und zum Tod des Embryos führt. Es gibt zahlreiche Belege für die Rolle von TLE6 bei weiblicher Unfruchtbarkeit, seine Rolle in männlichen Keimzellen ist jedoch noch unerforscht.

Um diese Lücke zu schließen, versuchten Herr Kousuke Kazama, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter vom Forschungsunterstützungszentrum des Medizinischen Forschungsinstituts der Medizinischen Universität Kanazawa, Japan, zusammen mit Dr. Hirofumi Nishizono und Frau Yuki Miyagoshi, ebenfalls von der Medizinischen Universität Kanazawa, dies die Auswirkungen verstehen Tle6 Genmangel auf die männliche Fruchtbarkeit mithilfe der Tle6 mangelhaftes Mausmodell. Sie entwickelten einen Roman Tle6 Gen-Hetero-Knockout-Modell einer männlichen Maus unter Verwendung einer Technik namens CRISPR-Cas9, die die Bearbeitung von Genen ermöglicht. Ihre Ergebnisse wurden in Band 12 von veröffentlicht Grenzen der Zell- und Entwicklungsbiologie am 24. Oktober 2024.

„Wir haben Tle6-Hetero-Knockout-Mäuse erzeugt, um die Auswirkungen eines Tle6-Mangels bei männlichen Mäusen zu untersuchen. Wir führten eine Genombearbeitung der Embryonen mithilfe des CRISPR-Cas9-Systems und Elektroporation durch, um die Tle6-Hetero-Knockout-Mäuse zu erzeugen.“ erklärt Kazama und erläutert die Hauptmethodik der Studie. Um zu untersuchen, ob Tle6 Mangel führt zu unregelmäßigem Paarungsverhalten, Tle6-defiziente und männliche Wildtyp-Mäuse (WT) wurden mit weiblichen WT-Mäusen gepaart. Die Paarungshäufigkeit und die Anzahl der Nachkommen unterschieden sich nicht Tle6-defiziente und WT-Mäuse. Darüber hinaus stammen Embryonen aus den Spermien von Tle6-defiziente männliche Mäuse zeigten ähnliche Entwicklungsraten wie diejenigen, die von männlichen WT-Mausspermien stammten.

Die Frage nach dem Warum Tle6 Mangelbedingte Merkmale wurden nicht an die nächste Generation weitergegeben, was die Forscher dazu veranlasste, die Rolle des Gens bei der Spermienfunktion weiter zu untersuchen. Kazama führt aus: „Wir stellten die Hypothese auf, dass die Schwierigkeit bei der Übertragung genetischer Merkmale von männlichen Mäusen mit Tle6-Mangel auf eine verringerte Spermienzahl und -motilität zurückzuführen sein könnte.“ Um diese Hypothese zu testen, analysierten sie die Hoden und Spermien von Tle6-defiziente männliche Mäuse. Während die Struktur der Hoden dadurch nicht beeinträchtigt wurde Tle6 Bei einem Mangel stellten sie eine signifikante Verringerung der Spermienzahl und einen deutlichen Rückgang der Anzahl beweglicher Spermien fest. Darüber hinaus 57 % der Spermien aus Tle6-defiziente Mäuse hatten eine abnormale Kopfstruktur und 7 % waren doppelköpfig. Die Forscher vermuteten bei diesen Mäusen einen gestörten Hormonspiegel und stellten infolgedessen erhöhte Testosteronspiegel (ein wichtiges Sexualhormon) fest Tle6 männliche Hetero-Knockout-Mäuse.

Visualisierung von Spermien aus WT und Tle6 Knockout-Mäuse mittels Immunfluoreszenzfärbung zeigten, dass das TLE6-Protein bei defizienten Mäusen im Spermienmittelstück lokalisiert war. Diese Region überlappte mit der Lage der Mitochondrien, die für die Energieproduktion wichtig sind, was darauf hindeutet, dass TLE6 eine Rolle bei der Energieproduktion im Sperma spielen könnte. Genexpression im Zusammenhang mit Befruchtung, Spermienmotilität und Spermienstruktur in den Hoden von Tle6-defiziente Mäuse zeigten insgesamt einen Anstieg.

Zusammengenommen verdeutlichten die Ergebnisse dieser Studie die Auswirkungen von Tle6 Mangel bei männlichen Mäusen und seine Rolle bei der möglichen männlichen Unfruchtbarkeit. „Die Rolle von TLE6 bei der Entwicklung von Spermien kann bei Menschen und Mäusen unterschiedlich sein. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Mechanismen zu klären, durch die ein Tle6-Mangel Spermienanomalien bei Tle6-Hetero-Knockout-Mäusen verursacht, und um seine klinische Relevanz beim Menschen zu untersuchen.“ schließt Kazama.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Studie mehr Licht auf die männliche Unfruchtbarkeit wirft und den Weg für fortgeschrittenere Forschung und die Entwicklung neuer assistierter Reproduktionstechnologien ebnet.

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