Gap Junction Membrane Channel Proteins and Connexins
A konnxinok egy legalább 15 fehérjéből álló család, amely sejtek közötti membráncsatornákat, gap junctionokat alkot, és lehetővé teszi az ionok, metabolitok és potenciális jelzőmolekulák diffúziós mozgását. Ezek a szerkezeti molekulák fontos szerepet játszanak az oocita és a granulózasejtek közötti kétirányú kommunikációban. Számos konnxinról kimutatták, hogy fontos szerepet játszik a follikulogenezis során. A Connexin 37 fehérje a primer és a növekvő tüszőkben expresszálódik. A Connexin 37 (Gja4) knockoutok 2 hetes korban sok fejlődő preantralis tüszőt tartalmaztak, de nagy Graafian tüszők nem figyelhetők meg (233). Ezért szövettanilag úgy tűnik, hogy a Cx37 hiánya blokkolja a preantrális és antrális tüszők fejlődését. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok azt mutatták, hogy míg a Cx37 knockoutok tartalmaznak adherens csomópontokat, hiányoznak a vad típusú petefészkekben jelenlévő gap junctions. A Graafian tüszők hiánya ellenére a null petefészkek kisebb, a corpora luteára emlékeztető struktúrákat mutattak, amelyek 5-10-szer nagyobb számban fordultak elő. A null állatokban megfigyelt korai luteinizáció arra utal, hogy a gapunctionális kommunikáció lehet a corpus luteum kialakulásának egyik fő szabályozó mechanizmusa. A connexin 37 knockout állatokban kisebb volt a petesejtek átlagos mérete. Míg a Cx37+/- egerekből származó oociták 52,8%-a folytatta a meiózist, ezek 26,8%-a a meiózis I. metafázisába, 26%-a pedig a meiózis II. metafázisába jutott, addig a Cx37-/- oocitáknak csak 2,2%-a folytatta a meiózist tenyészetben, a túlnyomó többség (86,3%) a csírai vesicalis stádiumban. Mindezek a megfigyelések egyértelműen arra utalnak, hogy a connexin 37 nélkülözhetetlen a pre-antrális és az antrális tüsző átmenet közötti időszakban, valószínűleg részt vesz az ehhez az átmenethez szükséges metabolitok szállításában.
A connexin 43 (Gja1) fehérje a petefészekben a legnagyobb mennyiségben előforduló connexin, és már E14,5-ben kifejeződik. A Connexin 43 gap junctions összekapcsolja az oocitát körülvevő granulózasejteket, valamint az oocitákat és a granulózasejteket. A Connexin 43 (Gja1) knockoutok születéskor szív- és érrendszeri elégtelenség miatt meghalnak (234). A null egerek születéskor kinyert petefészkei szokatlanul kicsik, nyilvánvalóan a csírasejtek hiánya miatt (235). Az ivarsejthiányt egészen a vemhesség 11,5. napjáig visszavezették, ami arra utal, hogy az ivarsejtek fejlődésének korai szakaszában alakul ki. A posztnatális folliculogenezis tanulmányozására Gja1-/- egerekben magzati és újszülött petefészkeket ültettek be ovariektomizált és immunkompromittált prkdcscid/Prkdcscid egér jobb vesekapszulájába (236). A transzplantátumokat 1-3 hét múlva eltávolították, és megvizsgálták a petefészek szövettanát. A vesetranszplantátumokban 3 hetes fejlődés után a vad típusú petefészkekben a tüszőstádiumok széles skálája volt látható a primordiálistól az elsődlegesen, másodlagosan és harmadlagosan át. Ezzel szemben a Gja1 null petefészkek nem jutottak túl a primer tüszőkön. A transzplantátumok vizsgálata 1, 2 és 3 hét után azt mutatta, hogy a mutáns granulózasejtek nem képesek proliferálni. A mutánsokban a vad típusú állatokhoz képest a petesejtek növekedése is lassabb volt. A Gja1 mutánsokból kinyert petesejteket nem lehetett megtermékenyíteni. Az elektronmikroszkópia azt is kimutatta, hogy ezek az oociták a vad típushoz képest abnormálisak.
Úgy tűnik, hogy a konnnexin 43-at a gonadotropinok, az FSH és az LH szabályozzák. Mivel a Cx43 nagyobb mennyiségben fordul elő a nagy antrális tüszőkben, mint a kis antrális és preantrális tüszőkben, egyesek azt feltételezik, hogy az FSH indukálja a Cx43 szintézisét. Ezzel szemben az LH preovulatorikus hullámzását a Cx43-at kódoló mRNS szintjének csökkenése követi (237,238). További megerősítést jelentettek a gonadotropinok exogén adagolását alkalmazó kísérletek. Az FSH injekciózása hipofizektomizált patkányokba elősegítette a petefészek gap junction membrán növekedését, míg az ovulációt kiváltó hCG a granulózasejtek gap junctions mennyiségének jelentős csökkenéséhez vezetett (239,240). Az FSH és LH in vitro adagolása granulosa-sejtvonalaknak megerősítette az in vivo megfigyeléseket (241,242). Feltételezték, hogy a gonadotropinok Cx43-ra gyakorolt hatása a szteroid hormonokon keresztül közvetített (243). Más jelátviteli útvonalak is szabályozhatják a Cx43-at, beleértve a BMP/Smad és a MAPK-Ras útvonalakat, amelyekről nemrégiben kimutatták, hogy in vitro szabályozzák a Cx43 promóterét (244,245).
Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a Cx43 csatornák által közvetített gap junctional csatolás nélkülözhetetlen szerepet játszik mind a csíravonal fejlődésében, mind a posztnatális folliculogenezisben. A Cx37 és Cx43 kiesésekből eredő nagyon eltérő petefészek fenotípusok arra utalnak, hogy a gap-junctional csatolás az oocita és a cumulus granulosa sejtek között más szerepet tölt be, mint maguk a granulosa sejtek között, valószínűleg különböző molekulák bevonásával. A Connexin 32, amely szintén a petefészekben expresszálódik, ha kiütik, úgy tűnik, nem befolyásolja a termékenységet (246), ami arra utal, hogy ezek redundáns réskapcsolati komponensek, amelyeket még azonosítani kell.
Az antrumképződésben és a granulózasejt-oocita kölcsönhatásokban további sejtkapcsolatok lehetnek fontosak. A granulózasejtek és az oociták közötti intercelluláris kommunikáció egy részét feltehetően az oocita és a granulózasejtek közötti transzonális projekciók (TZP-k) közvetítik (41). Úgy tűnik, hogy különösen a mikrotubulus-TZP-k (MT-TZP-k) vesznek részt ebben a kommunikációban (41). Az oocita és a granulózasejtek közötti MT-TZP-kapcsolatokról feltételezték, hogy az FSH ellenőrzése alatt állnak (247). A vad típusú és Fsh-/- vad típus FSH-primerizációja az MT-TZP-ben olyan változásokat eredményez, hogy a TZP-k visszahúzódnak az oocitából (247). Ez változásokat eredményez az oocita fejlődésében, amit a kromatin átalakításával és a meiotikus kompetencia megszerzésével mérnek (247). Ezekből a kísérletekből feltételezhető, hogy FSH priming nélkül a granulózasejtek stabil kölcsönhatásban vannak az oocitával, ami lehetővé teszi a faktorok parakrin cseréjét. Amint az MT-TZP-k visszahúzódnak, az oocita fejlődése felgyorsul. Hogy az oocita-specifikus faktorok, mint a GDF9 és a BMP15, vagy más ismeretlen oocita-faktorok szintén modulálják-e a TZP-k kialakulását és/vagy kapcsolatát, még vizsgálandó.