Bílkoviny membránových kanálů mezerovitých spojů a konexiny
Connexiny jsou rodinou nejméně 15 proteinů, které tvoří mezibuněčné membránové kanály mezerovitých spojů a umožňují difuzní pohyb iontů, metabolitů a potenciálních signálních molekul. Tyto strukturní molekuly hrají důležitou roli v obousměrné komunikaci mezi oocytem a granulózními buňkami. Bylo prokázáno, že několik konexinů je důležitých během folikulogeneze. Protein konexin 37 je exprimován v primárních a rostoucích folikulech. Knokauty konexinu 37 (Gja4) obsahovaly ve 2 týdnech věku mnoho vyvíjejících se preantrálních folikulů, ale velké Graafiovy folikuly nebyly pozorovány (233). Histologicky se tedy zdá, že nedostatek Cx37 blokuje vývoj preantrálních až antrálních folikulů. Studie elektronové mikroskopie ukázaly, že zatímco knokauty Cx37 obsahují adherenční spoje, chybí jim gap junctions přítomné ve vaječnících divokého typu. Navzdory absenci Graafiových folikulů vykazovaly nulové vaječníky menší struktury připomínající corpora lutea, které byly 5-10krát hojnější. Předčasná luteinizace pozorovaná u nulových zvířat naznačuje, že junkční komunikace může být hlavním mechanismem regulujícím tvorbu žlutých tělísek. Knokautovaná vajíčka s konexinem 37 měla menší průměrnou velikost oocytů. Zatímco 52,8 % oocytů myší s Cx37+/- pokračovalo v meióze, přičemž 26,8 % z nich postoupilo do metafáze meiózy I a 26 % do metafáze meiózy II, pouze 2,2 % oocytů s Cx37-/- pokračovalo v meióze v kultuře, přičemž naprostá většina (86,3 %) se nacházela ve stadiu zárodečných váčků. Všechna tato pozorování jasně naznačují, že konexin 37 je nezbytný v době přechodu z preantrální do antrální folikulární fáze, přičemž se nejspíše podílí na transportu metabolitů nezbytných pro tento přechod.
Protein konexin 43 (Gja1) je nejhojněji zastoupeným konexinem ve vaječníku a je exprimován již v E14,5. Jeho exprese se projevuje v E14,5, což znamená, že se v něm vyskytuje nejvíce konexinů. Konexin 43 gap junctions propojuje granulózové buňky, které obklopují oocyt, a také oocyty a granulózové buňky. Knockouti konexinu 43 (Gja1) umírají po narození v důsledku kardiovaskulárního selhání (234). Vaječníky u nulových myší, odebrané v době porodu, jsou neobvykle malé zřejmě v důsledku nedostatku zárodečných buněk (235). Nedostatek zárodečných buněk byl vysledován již v 11,5. dni gestace, což znamená, že vzniká v časných fázích vývoje zárodečné linie. Pro studium postnatální folikulogeneze u myší Gja1-/- byly do pravého ledvinového pouzdra ovariektomované a imunokompromitované prkdcscid/Prkdcscid myši transplantovány fetální a neonatální vaječníky (236). Štěpy byly po 1-3 týdnech odstraněny a byla vyšetřena histologie vaječníků. Po 3 týdnech vývoje v ledvinových štěpech bylo možné v ováriích divokého typu pozorovat řadu stadií folikulů od primordiálního přes primární, sekundární a terciární. Naproti tomu u vaječníků s nulovým Gja1 nedošlo k překročení primárních folikulů. Vyšetření štěpů po 1, 2 a 3 týdnech ukázalo, že mutantní granulózové buňky nebyly schopny proliferace. Růst oocytů byl u mutantů ve srovnání s divokým typem také pomalejší. Oocyty získané z mutantů Gja1 nebylo možné oplodnit. Elektronová mikroskopie také ukázala, že tyto oocyty jsou ve srovnání s divokým typem abnormální.
Konexin 43 je zřejmě regulován gonadotropiny, FSH a LH. Protože Cx43 je hojnější ve velkých antrálních folikulech ve srovnání s malými antrálními a preantrálními folikuly, někteří předpokládají, že FSH indukuje syntézu Cx43. Naopak po preovulačním vzestupu LH následuje pokles hladiny mRNA kódující Cx43 (237,238). Další potvrzení přinesly experimenty využívající exogenní podání gonadotropinů. Injekce FSH hypofyzektomovaným potkanům podpořila zvýšení ovariální membrány gap junction, zatímco hCG, který indukuje ovulaci, vedl k významnému snížení množství gap junctions v granulózových buňkách (239,240). In vitro podávání FSH a LH liniím granulózových buněk potvrdilo pozorování in vivo (241,242). Předpokládá se, že účinky gonadotropinů na Cx43 jsou zprostředkovány steroidními hormony (243). Cx43 mohou regulovat i další signální dráhy, včetně dráhy BMP/Smad a MAPK-Ras, u nichž bylo nedávno prokázáno, že regulují promotor Cx43 in vitro (244,245).
Tyto výsledky naznačují, že gap junctional coupling zprostředkovaný kanály Cx43 hraje nezastupitelnou roli jak ve vývoji zárodečné linie, tak v postnatální folikulogenezi. Velmi odlišné ovariální fenotypy vyplývající z vyřazení Cx37 a Cx43 naznačují, že gap-junctional coupling mezi oocytem a jeho kumulus granulosa cells plní odlišnou úlohu než mezi samotnými granulosa cells, pravděpodobně za účasti různých molekul. Zdá se, že vyřazení konexinu 32, který je rovněž exprimován ve vaječníku, nemá vliv na plodnost (246), což naznačuje, že se jedná o nadbytečné složky gap junctions, které je třeba ještě identifikovat.
Další buněčná spojení mohou být důležitá pro tvorbu antru a interakce mezi granulózovými buňkami a oocyty. Předpokládá se, že část mezibuněčné komunikace mezi buňkami granulózy a oocyty je zprostředkována tranzonálními výběžky (TZP) mezi oocytem a buňkami granulózy (41). Na této komunikaci se zřejmě podílejí zejména mikrotubuly-TZP (MT-TZP) (41). Předpokládá se, že spojení MT-TZP mezi oocytem a buňkami granulózy je pod kontrolou FSH (247). FSH priming divokého typu a Fsh-/- vede ke změnám v MT-TZP tak, že TZP jsou odtaženy od oocytu (247). To má za následek změny ve vývoji oocytu měřené remodelací chromatinu a získáním meiotické kompetence (247). Na základě těchto experimentů lze předpokládat, že bez primingu FSH mají granulózové buňky stabilní interakci s oocytem, což umožňuje parakrinní výměnu faktorů. Jakmile jsou MT-TZP zataženy, dochází k urychlení vývoje oocytu. Zda oocyt-specifický faktor, jako jsou GDF9 a BMP15, nebo jiné neznámé oocyt-faktory také modulují tvorbu a/nebo vztah TZP, je třeba ještě vyřešit.