Модулирующее действие соматотропного гормона на функциональное состояние культивируемых клеток из преовуляторных фолликулов кур

Соматотропный гормон (СТГ) является важным позитивным модулятором функции яичников у млекопитающих. Локальная продукция СТГ и экспрессия соответствующих специфических рецепторов были выявлены и в овариальных фолликулах кур, что указывает на участие этого гормона в эндокринном/паракринном контроле фолликулогенеза у птиц. Тем не менее роль СТГ в регуляции роста фолликулов птиц на завершающей стадии созревания до сих пор не ясна.        

Цель: изучить in vitro влияние СТГ на пролиферативную активность и апоптотические изменения клеток гранулезы и теки из преовуляторных фолликулов домашних кур.  

Материалы и методы. В экспериментах использовали молодых кур-несушек в возрасте 34-35 недель с длинным циклом яйцекладки. Клетки гранулезы и теки выделяли из самого большого желтого фолликула в иерархии (F1). Культивирование клеток проводили в среде, содержащей 10% фетальной бычьей сыворотки, до образования монослоя, а затем в течение 24 ч – в среде без сыворотки в отсутствие (контроль) или в присутствии СТГ в различных концентрациях (1-100 нг/мл). Пролиферативную активность и апоптотические изменения в клетках оценивали методом иммуноцитохимического анализа на основании уровня экспрессии ядерного антигена пролиферирующих клеток PCNA и проапоптотического белка Bax, соответственно.

Результаты. Доля PCNA-позитивных клеток гранулезы возрастала по сравнению с контролем в 1,3-1,8 раза (P<0,01-0,05) при повышении содержания СТГ в среде до 10-100 нг/мл. Кроме того, в этом диапазоне концентраций исследуемый гормон снижал в 1,2-1,6 раза (P<0,05) относительное число гранулезных клеток с положительной реакцией на Bax. Чувствительность клеток теки к ростостимулирующему влиянию СТГ была ниже, чем у клеток гранулезы. Такое действие СТГ приводило к увеличению доли PCNA-позитивных текальных клеток в 1,2–1,3 раза (P<0,05) и было выявлено только при концентрациях 25 и 100 нг/мл. При этом СТГ (25-100 нг/мл) повышал в 1,3 раза (P<0,05) уровень экспрессии Bax в клетках теки.

Заключение. Результаты настоящего исследования свидетельствуют о стимулирующем влиянии СТГ in vitro на пролиферативную активность клеток гранулезы и теки из самого зрелого преовуляторного фолликула кур.  Кроме того, СТГ способен снижать экспрессию проапоптотического белка Bax в гранулезных клетках и повышать эту экспрессию в текальных клетках. Таким образом, полученные данные указывают на возможное участие СТГ в регуляции роста и развития фолликулов на завершающей стадии созревания в период максимальной интенсивности яйцекладки у кур-несушек.

1. Hull K. L. Growth hormone: roles in female reproduction / K. L. Hull, S. Harvey // J. Endocrinol. – 2001. – V. 168. – P. 1-23. doi: 10.1677/joe.0.1680001.

2. Quesnel H. Localization of binding sites for IGF-I, insulin and GH in the sow ovary / H. Quesnel // J. Endocrinol. – 1999. – V. 163. – P. 363-372. doi: 10.1677/joe.0.1630363.

3. Lebedeva I. Y. Characterization of somatotropin- and prolactin-binding sites on bovine granulosa cells using homologous hormones / I. Y. Lebedeva, V. A. Lebedev, T.I. Kuzmina // Biochemistry (Mosc). – 2001. – V. 66. – P. 967-972. doi: 10.1023/a:1012309307153.

4. Lebedeva I.Y. Characterization of growth hormone binding sites in granulosa and theca layers at different stages of follicular maturation and ovulatory cycle in the domestic hen / I.Y. Lebedeva, V.A. Lebedev, R. Grossmann, et al. // Biol. Reprod. – 2004. – V. 71. – P. 1174-1181. doi: 10.1095/biolreprod.104.030056.

5. Ahumada-Solórzano S.M. Local expression and distribution of growth hormone and growth hormone receptor in the chicken ovary: effects of GH on steroidogenesis in cultured follicular granulosa cells / S.M. Ahumada-Solórzano, M.E. Carranza, E. Pedernera, et al. // Gen. Comp. Endocrinol. – 2012. – V. 175. – P. 297-310. doi: 10.1016/j.ygcen.2011.11.027.

6. Luna M. Extrapituitary growth hormone in the chicken reproductive system / M. Luna, C. G. Martínez-Moreno, M. S. Ahumada-Solórzano, et al. // Gen. Comp. Endocrinol. – 2014. – V. 203. – P. 60-68. doi: 10.1016/j.ygcen.2014.02.021.

7. Hrabia A. Expression and localization of growth hormone and its receptors in the chicken ovary during sexual maturation / A. Hrabia, H.E. Paczoska-Eliasiewicz, L.R. Berghman // Cell. Tissue Res. – 2008. – V. 332. – P. 317-328. doi: 10.1007/s00441-008-0595-7.

8. Hrabia A. Growth hormone production and role in the reproductive system of female chicken / A. Hrabia // Gen. Comp. Endocrinol. – 2015. – V. 220. – P. 112-118. doi: 10.1016/j.ygcen.2014.12.022.

9. Hrabia A. Effect of growth hormone on steroid content, proliferation and apoptosis in the chicken ovary during sexual maturation / A. Hrabia, A. Sechman, A. Gertler, J. Rząsa // Cell. Tissue Res. – 2011. – V. 345. – P. 191-202. doi: 10.1007/s00441-011-1187-5.

10. Ahumada-Solórzano S.M. Autocrine/paracrine proliferative effect of ovarian GH and IGF-I in chicken granulosa cell cultures / S.M. Ahumada-Solórzano, C.G. Martínez-Moreno, M. Carranza, et al. // Gen. Comp. Endocrinol. – 2016. – V. 234. – P. 47-56. doi: 10.1016/j.ygcen.2016.05.008.

11. Lebedeva I. Y. Age-dependent role of steroids in the regulation of growth of the hen follicular wall / I. Y. Lebedeva, V. A. Lebedev, R. Grossmann, N. Parvizi // Reprod. Biol. Endocrinol. – 2010. – V. 8. – P. 15. doi: 10.1186/1477-7827-8-15.

12. Ipsa E. Growth hormone and insulin-like growth factor action in reproductive tissues / E. Ipsa, V.F. Cruzat, J.N. Kagize, et al. // Front. Endocrinol. (Lausanne). – 2019. – V. 10. – P. 777. doi: 10.3389/fendo.2019.00777.

13. Markström E. Survival factors regulating ovarian apoptosis – dependence on follicle differentiation / E. Markström, E.Ch. Svensson, R. Shao, et al. // Reproduction. – 2002. – V. 123. – P. 23-30. doi: 10.1530/rep.0.1230023.