Μελέτη της έκφρασης, της ρύθμισης και του βιολογικού ρόλου των μορίων συνάφειας σε κοκκώδη κύτταρα της ανθρώπινης ωοθήκης

Abstract

The formation of the corpus luteum (CL) is critical for the establishment of a successful pregnancy. Following ovulation, under the influence of luteogenic hormones, the CL develops from the remnants of the ovulated ovarian follicle. This process involves intense reorganization of constituent cells, phenomena that includes varying cell-matrix interactions. These events, however, are poorly characterized. Adhesion molecules, especially integrins, have crucial role in the physiological functions of many different systems. Many studies, in the past, have established for several cell types that the binding of cell surface integrins to their ligands in the extracellular matrix facilitates cell proliferation, migration and survival. Integrins have also been found to participate in many important functions of the reproductive system, such as fertilization, interactions between the preimplantation embryo and endometriun as well as trophoblast outgrowth during implantation. Moreover, it has been demonstrated that activity of integrins was regulated by human chorionic gonadotropin (hCG) and vascular endothelial growth factor (VEGF). In order to understand the role and potential regulation of cell-matrix interactions in the formation of the CL, we investigated the expression of the matrix protein fibronectin (FN) and selected FN-binding integrin receptors on luteinized granulosa cells (GCs). We further examined the possible regulation of that expression by the luteogenic hormone, hCG and the involvement of mitogenic VEGF. Lastly, we investigated the role of the aforementioned integrins in promoting the adhesion, migration and survival of GCs. The present data reported that FN is detected around GCs with luteinization, while several FN-binding integrins, along with the VEGF receptor (Flt-1), appeared on the surface of these cells during the early luteal phase. Expression of these proteins declined in the late luteal phase with regression of the CL. In vitro, GCs released FN and stimulation of these cells with hCG, increased the surface expression of α5β1 and αvβ3 integrins, as well as the amount of FN associated with the cell surface. These effects were reproduced by stimulation with VEGF and hCG-stimulated up-regulation of FN, α5β1 and αvβ3 on the surface of GCs was inhibited by anti-VEGF antibody. In addition, there has been shown that expression of α5β1 and αvβ3 integrins mediates adhesion to FN, an ability that promotes cell movement and prevents apoptosis. In conclusion, the present study reports new data on the role of integrins in migration, adhesion and apoptosis of human GCs, and the regulation of these processes XI by the hCG and VEGF, and thus indicate the potential contribution of these molecules in formation and maintenance of the CL

Ο σχηματισμός του ωχρού σωματίου (CL) αποτελεί βασική λειτουργία για την επιτυχή έκβαση της εγκυμοσύνης. Την φάση της ωοθυλακιορρηξίας, ακολουθεί η ανάπτυξη του CL από τα υπολείμματα του ρηχθέντος θυλακίου, μία διαδικασία που ελέγχεται από τις ωχρινοποιητικές ορμόνες. Κατά την φάση αυτή, τα κύτταρα που συνιστούν το ωχρό σωμάτιο υφίστανται έντονες τροποποιήσεις, που απαιτούν πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ του κυττάρου και του εξωκυττάριου χώρου, η πλειονότητα των οποίων παραμένει ασαφής. Τα μόρια συνάφειας, και ιδιαίτερα οι ιντεγκρίνες, διαδραματίζουν εξέχοντα ρόλο σε φυσιολογικές λειτουργίες ενός μεγάλου αριθμού διαφορετικών συστημάτων. Η πρόσδεση των ιντεγκρινικών υποδοχέων στους αντίστοιχους εξωκυττάριους προσδέτες τους έχει ήδη αποδειχτεί ότι προάγει την κυτταρική κίνηση, τον πολλαπλασιαμό και την απόπτωση, σε πολλούς διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους. Επιπροσθέτως, οι ιντεγκρίνες συμμετέχουν σε αρκετές σημαντικές λειτουργίες του αναπαραγωγικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της γονιμοποίησης, της εμφύτευσης του εμβρύου και της αναδιάταξης του πλακούντα. Πιο πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν ότι η ιντεγκρινική δραστηριότητα ελέγχεται, σε πολλές περιπτώσεις, από την ωχρινοποιητική ορμόνη, χοριακή γοναδοτροπίνη (hCG), καθώς και από τον μιτογενετικό παράγοντα (VEGF). Στα πλαίσια διερεύνησης του ρόλου των κυτταρικών αλληλεπιδράσεων με τα μόρια του εξωκυττάριου χώρου στην διαδικασία δημιουργίας του CL, μελετήσαμε την έκφραση μία εξωκυττάριας πρωτεΐνης, της φιμπρονεκτίνης (FN) και επιλεγμένων FN- προσδενόμενων ιντεγκρινών σε ωχρινοποιημένα κοκκώδη κύτταρα (GCs). Επιπλέον, ερευνήσαμε πιθανή ρύθμιση της έκφρασης αυτής από την hCG, καθώς και την ενδεχόμενη συμμετοχή του VEGF παράγοντα στην ίδια διαδικασία. Βασιζόμενοι στα προκύπτοντα αποτελέσματα, επεκτείναμε την έρευνά μας, μελετώντας τον ρόλο των προαναφερόμενων ιντεγκρινών στις διαδικασίες προσκόλλησης, μετανάστευσης και απόπτωσης των ωχρινοποιημένων GCs. Στην παρούσα εργασία αποδείχτηκε ότι η FN ανιχνεύεται στον εξωκυττάριο χώρο των ωχρινοποιημένων GCs, ενώ ταυτόχρονα, οι FN-προσδενόμενες ιντεγκρίνες και ο υποδοχέας του VEGF (Flt-1) εκφράζονται στην κυτταρική τους επιφάνεια, μόνο στα πρώτα στάδια της ωχρινικής φάσης. Η έκφραση αυτή μειώνεται σημαντικά στα τελευταία στάδια της ωχρινικής φάσης, ταυτόχρονα με την ωχρινολυτική διαδικασία. IX Επιπλέον, βρέθηκε ότι τα GCs εκκρίνουν FN, μία λειτουργία που επηρεάζεται από την hCG. Η ορμόνη αυτή αυξάνει και την έκφραση των α5β1 και αvβ3 ιντεγκρινών, με ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης της FN, που δεσμεύεται στην κυτταρική επιφάνεια. Επανάληψη των αποτελεσμάτων παρατηρήθηκε και μετά από διέγερση των κυττάρων με VEGF, ενώ η προσθήκη αντι-VEGF αντισώματος οδηγούσε σε αναστολή της hCG-επαγόμενης αύξησης της έκφρασης. Εν συνεχεία, βρέθηκε ότι οι α5β1 και αvβ3 ιντεγκρίνες ελέγχουν την κυτταρική σύνδεση με την FN του εξωκυττάριου χώρου, μία δυνατότητα που προωθεί την κυτταρική μετανάστευση και αναστέλλει την απόπτωση. Συμπερασματικά, στην συγκεκριμένη εργασία παρουσιάζονται νέα δεδομένα για την συμμετοχή των ιντεγκρινών στις διαδικασίες προσκόλλησης, μετανάστευσης και απόπτωσης των ωχρινοποιημένων GCs ανθρώπινης ωοθήκης, καθώς και για την ρύθμιση των επιδράσεων αυτών από την hCG και τον VEGF. Τα αποτελέσματά μας επομένως, υποδεικνύουν τον σημαντικό ρόλο που διαδραματίζουν τα προαναφερόμενα μόρια στην διαδικασία της δημιουργίας και διατήρησης του CL.