Der Einfluss humaner testikulärer Peritubulärzellen auf testikuläre Stammzellen und die Stammzellnische im Hoden: Eine Analyse des «Sekretoms" und in vitro Studien

• Applicants: Dr. Georg Josef Arnold; Professor Dr. Artur Mayerhofer
• Subject Area: Reproductive Medicine, Urology
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 58733678

Peritubuläre Zellen der Tubuli seminiferi sind in engem Kontakt mit Sertoli Zellen und spermatogonialen Stammzellen (SSC) auf der gegenüberliegenden Seite der Basallamina. Es wird vermutet, dass von peritubulären Zellen sezernierte Faktoren Einfluss auf die Stammzellnische und die Regulation der Spermatogenese ausüben. Ein tieferes Verständnis über die Details dieser Wirkungen fehlt bisher. Das von uns etablierte Isolierungs- und Kultursystem humaner Peritubulärzellen (HTPC) ermöglicht uns erstmalig genauer zu untersuchen, ob und auf welche Weise HTRCs die SSCs beeinflussen. Wir konnten bereits zeigen, dass HTPCs den Wachstumsfaktor GDNF produzieren, der eine Proliferation und Selbsterneuerung der SSCs bewirkt, wie in Nagetiermodellen gezeigt wurde. In den vorgeschlagenen Studien testen wir unsere Hypothese, dass HTPCs über Faktoren oder extrazelluläre Matrixproteine die Stammzellnische beeinflussen können. Das Projekt bedient sich proteomischer. morphologischer und zellulärer Methoden, und Endpunkte. (1) Der Einsatz eines modernen „Proteomics" Ansatzes ermöglicht uns die Analyse des HTPC Sekretoms, dem gesamten Spektrum aller sezernierten Proteine, welches wir für mehrere individuelle Spender von HTPCs analysieren werden. Die Resultate dieser Analyse werden durch Lokalisation von Proteinen in Schnitten von testikulären Humanbiopsien bestätigt. Mindestens fünf Proteine, die definierte Selektionskriterien erfüllen, werden weiter analysiert (siehe (2)). um den Einfluß auf SSCs zu überprüfen. Dabei wird zunächst mittels Immunhistochemie oder anderer Techniken nachgewiesen, dass SSCs spezifische Rezeptoren der identifizierten Faktoren exprimieren. (2) Der Einfluss von Faktoren aus HTPCs auf SSCs wird in Zellkulturstudien untersucht, bei denen der Effekt von konditioniertem Medium, extrazellulärer Matrix oder der direkte Kontakt von HTRCs auf SSCs in Kokultur beobachtet wird. Als homologes Modellsystem steht die humane Seminomzellinie TCam-2 zur Verfügung. Das Wachstum der Zellen wird mittels Zeitraffer-Video-Imagings aufgezeichnet und bei Abbruch der Zellkultur werden Proliferations- und Apoptoseraten sowie die Entstehung von Nicht-Seminomzellen bestimmt. Die Ergebnisse der Sektretombestimmung (1) bestimmen dann über die weiteren Details der folgenden Zellkulturexperimente. Die Zugabe zum oder die Entfernung spezifischer Faktoren aus dem Zellkulturmedium auf die humanen Keimzellen wird analysiert. (3) Da HTPCs strukturelle und funktionelle Veränderungen in infertilen Männern aufweisen, planen wir eine vergleichende Analyse des Sekretoms von HTRCs und HTRCFs, welche aus Hoden von Männern mit Spermatogenesestörungen isoliert wurden. Wir entarten, dass dieses auf humane Zellen fokussierte Projekt die Identifizierung von relevanten Faktoren aus HTPCs ermöglicht, die für die SSCs und die Initiierung der Spermatogenese von Bedeutung sind. Die erwarteten Ergebnisse haben großes Potenzial, das Verständnis zur Funktion der Stammzellnische im menschlichen Hoden zu verbessern und besitzt damit hohe medizinische Bedeutung.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 1041: Germ Cell Potential
• Participating Person: Professor Dr. Stefan Schlatt