Nazlı Ece GÜNGÖR-ORDUERİ, Tuğba ELGÜN, Pınar ŞAHİN, Nilay KUŞCU, Çiler ÇELİK_ÖZENCİ

Postnatal Fare Testis Gelişiminde Caspase-Bağımlı ve Caspase-Bağımsız Apoptozun Değerlendirilmesi

Testis gelişimi sırasında gerçekleşen apoptozun germ hücrelerinin kontrolü için gerekli olduğu ortaya konmuştur. Hücre ölümü; “caspase-bağımlı” ya da mitokondriden salınan AIF gibi çeşitli proapoptotik faktörler aracılığıyla “caspase-bağımsız” olmak üzere iki şekilde düzenlenir. PARP-1’in aşırı aktivasyonunun “caspase-bağımlı” hücre ölümünde önemli bir rolü olduğu bilinmektedir. Caspase-bağımlı apoptotik süreçlerde etkin rolü olduğu bilinen PARP-1’in fare testis gelişiminde rolü olup olmadığı bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı, postnatal testis gelişiminde, caspase-bağımlı ve caspase-bağımsız apoptotik proteinlerin ekspresyonlarının değerlendirilmesidir. Postnatal (PN) gelişimin 0, 5, 9, 15, 20. günlerinde ve erişkin fare testis dokularında; PARP-1, cleaved-PARP-1, cleaved-caspase-3 ve AIF proteinlerinin düzeyleri western blot yöntemi ile değerlendirilmiştir. İmmünohistokimya metodu ile cleaved caspase-3 ve AIF ekspresyonları ve TUNEL metodu ile değerlendirilmiştir. PARP-1 ekspresyonu, seçilen tüm günlerde değişmeden devam etmiştir. Cleaved-PARP-1 ve cleaved Caspase-3’ün, PN0, PN5, PN9. ve PN15. günlerdeki hücre-özgün ekspresyon düzeyleri aynıdır. Postnatal 5. günde artmaya başlayan AIF protein düzeyleri, PN9, PN15, PN20. günlerde ve erişkinde de yükselmiştir. Bulgularımız, postnatal gelişim sürecinde postnatal caspase-bağımlı yolakların germ hücre apoptozunda rol aldığını düşündürmektedir. İlginç olarak, aynı süreçlerde artan AIF’nin sitoplazmik ekspresyonu, normal gelişim sürecinde bu molekülün nükleusa taşınmaması, caspase-bağımsız apoptotik yolağın germ hücre apoptozunda rolü olmayabileceğini ve/veya AIF’nin germ hücre farklanmasında başka bir role sahip olabileceğini akla getirmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Fare testis gelişimi, caspase-3, AIF, PARP-1

Assessment of Caspase-Dependent and Caspase-Independent Apoptosis in the Development of Postnatal Mouse Testis

PDF

___

1. Bellamy, C.O., et al., Cell death in health and disease: the biology and regulation of apoptosis. Semin Cancer Biol, 1995. 6(1): p. 3-16.
2. Cummings, M.C., C.M. Winterford, and N.I. Walker, Apoptosis. Am J Surg Pathol, 1997. 21(1): p. 88-101.
3. Majno, G. and I. Joris, Apoptosis, oncosis, and necrosis. An overview of cell death. Am J Pathol, 1995. 146(1): p. 3-15.
4. Schwartzman, R.A. and J.A. Cidlowski, Apoptosis: the biochemistry and molecular biology of programmed cell death. Endocr Rev, 1993. 14(2): p. 133-51.
5. Cohen, J.J., Apoptosis. Immunol Today, 1993. 14(3): p. 126-30.
6. Gavrieli, Y., Y. Sherman, and S.A. Ben-Sasson, Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation. J Cell Biol, 1992. 119(3): p. 493-501.
7. Lu, J., K.W. Ashwell, and P. Waite, Advances in secondary spinal cord injury: role of apoptosis. Spine (Phila Pa 1976), 2000. 25(14): p. 1859-66.
8. Crowe, M.J., et al., Apoptosis and delayed degeneration after spinal cord injury in rats and monkeys. Nat Med, 1997. 3(1): p. 73-6.
9. Li, M., et al., Functional role of kaspaz-1 and kaspaz-3 in an ALS transgenic mouse model. Science, 2000. 288(5464): p. 335-9.
10. Lou, J., et al., Apoptosis as a mechanism of neuronal cell death following acute experimental spinal cord injury. Spinal Cord, 1998. 36(10): p. 683-90.
11. Takagi, T., et al., Kaspaz activation in neuronal and glial apoptosis following spinal cord injury in mice. Neurol Med Chir (Tokyo), 2003. 43(1): p. 20-9; discussion 29-30.
12. Susin, S.A., et al., Molecular characterization of mitochondrial apoptosis-inducing factor. Nature, 1999. 397(6718): p. 441-6.
13. Petrilli, V., et al., Noncleavable poly(ADP-ribose) polymerase-1 regulates the inflammation response in mice. J Clin Invest, 2004. 114(8): p. 1072-81.
14. Mahfouz, R.Z., et al., Evaluation of poly(ADP-ribose) polymerase cleavage (cPARP) in ejaculated human sperm fractions after induction of apoptosis. Fertil Steril, 2009. 91(5 Suppl): p. 2210-20.
15. Rodriguez, I., et al., An early and massive wave of germinal cell apoptosis is required for the development of functional spermatogenesis. EMBO J, 1997. 16(9): p. 2262-70.
16. de Rooij, D.G. and J.A. Grootegoed, Spermatogonial stem cells. Curr Opin Cell Biol, 1998. 10(6): p. 694-701.
17. Furuchi, T., et al., Inhibition of testicular germ cell apoptosis and differentiation in mice misexpressing Bcl-2 in spermatogonia. Development, 1996. 122(6): p. 1703-9.
18. Knudson, C.M., et al., Bax-deficient mice with lymphoid hyperplasia and male germ cell death. Science, 1995. 270(5233): p. 96-9.
19. Lizama, C., et al., Up-regulation of CD95 (Apo-1/Fas) is associated with spermatocyte apoptosis during the first round of spermatogenesis in the rat. Apoptosis, 2007. 12(3): p. 499-512.
20. Wang, R.A., P.K. Nakane, and T. Koji, Autonomous cell death of mouse male germ cells during fetal and postnatal period. Biol Reprod, 1998. 58(5): p. 1250-6.
21. Goyal, G., et al., Role of mitochondrial remodeling in programmed cell death in Drosophila melanogaster. Dev Cell, 2007. 12(5): p. 807-16.
22. Gassei, K. and S. Schlatt, Testicular morphogenesis: comparison of in vivo and in vitro models to study male gonadal development. Ann N Y Acad Sci, 2007. 1120: p. 152-67.
23. Mego, M., Cancer stem cell in relapsed testicular germ cell cancer: embryonic or somatic? Int J Androl, 2006. 29(6): p. 627.
24. Cande, C., et al., Apoptosis-inducing factor (AIF): a novel kaspaz-independent death effector released from mitochondria. Biochimie, 2002. 84(2-3): p. 215-22.
25. Cande, C., et al., Apoptosis-inducing factor (AIF): kaspaz-independent after all. Cell Death Differ, 2004. 11(6): p. 591-5.
26. Ha, H.C. and S.H. Snyder, Poly(ADP-ribose) polymerase is a mediator of necrotic cell death by ATP depletion. Proc Natl Acad Sci U S A, 1999. 96(24): p. 13978-82.
27. de Murcia, G. and J. Menissier de Murcia, Poly(ADP-ribose) polymerase: a molecular nick-sensor. Trends Biochem Sci, 1994. 19(4): p. 172-6.
28. Berger, N.A., Poly(ADP-ribose) in the cellular response to DNA damage. Radiat Res, 1985. 101(1): p. 4-15.
29. Burkle, A., Poly (ADP-Ribosyl)ation. 2006, Konstanz, Germany: Landes Bioscience.
30. Kim, M.Y., T. Zhang, and W.L. Kraus, Poly(ADP-ribosyl)ation by PARP-1: 'PAR-laying' NAD+ into a nuclear signal. Genes Dev, 2005. 19(17): p. 1951-67.
31. Burkle, A., Poly(ADP-ribose). The most elaborate metabolite of NAD+. Febs J, 2005. 272(18): p. 4576-89.
32. Hangen, E., et al., Life with or without AIF. Trends Biochem Sci, 2010. 35(5): p. 278-87.