RESUMO
The Wolffian duct (WD) is an embryonic tissue that undergoes androgen-induced morphological changes to become the epididymis. Toll-like receptor 4 (TLR4)- and nuclear factor kB (NFKB)-induced effectors are expressed in the adult epididymis and represent important players in epididymal innate immune responses. TLR4/NFKB signaling pathway is evolutionarily conserved and plays a critical morphogenetic role in several species; however, its function during WD morphogenesis is unknown. We hypothesized that TLR4/NFKB pathway plays a role during WD development. Here we examined TLR4 expression and regulation of TLR4-target genes during rat WD morphogenesis between embryonic days (e) 17.5-20.5. The functionality of TLR4/NFKB signaling was examined using WD organotypic cultures treated with lipopolysaccharide (LPS) from E. coli (TLR4 agonist) and PDTC (NFKB inhibitor). TLR4 was detected at mRNA level in e17.5 (uncoiled duct) and e20.5 (coiled duct) WDs, and spatio-temporal changes in TLR4 immunoreactivity were observed between these two time points. Expression level analysis of a subset of TLR4-regulated genes showed that TLR4/NFKB pathway was activated after exposure of cultured WD to LPS (4 h), an event that was abrogated by PDTC. Long-term exposure of cultured WDs to LPS (96 h) resulted in dysregulations of morphogenetic events and LAMA1 immunodistribution changes, suggesting the extracellular matrix at the intersection between WD morphogenesis and balance of innate immune components. Our results unveil the epididymal morphogenesis as an event equipped with TLR4/NFKB signaling components that may serve developmental functions, and eventually transition to host defense function when the fetus is exposed to an infectious or noninfectious threat.
Assuntos
Epididimo/fisiologia , Morfogênese/fisiologia , NF-kappa B/metabolismo , Receptor 4 Toll-Like/metabolismo , Ductos Mesonéfricos/fisiologia , Animais , Células Cultivadas , Desenvolvimento Embrionário , Feminino , Imunidade Inata , Lipopolissacarídeos/imunologia , Masculino , Técnicas de Cultura de Órgãos , Gravidez , Ratos , Ratos Wistar , Transdução de SinaisRESUMO
In the human male fetus, testes develop by the 7th week and begin to secrete two hormones: anti-müllerian hormone (AMH) induces the regression of müllerian ducts, the anlagen of the uterus, fallopian tubes and upper vagina, upon binding to a specific membrane receptor, whereas testosterone induces the differentiation of the wolffian ducts into the epididymes, vasa deferentia and seminal vesicles. In some target tissues, testosterone is converted to dihydrotestosterone, which is responsible for masculinization of the urogenital sinus and external genitalia. Both androgens act upon binding to the same nuclear receptor. In the absence of AMH and androgen action, or example in the female or in abnormal male differentiation, the internal and external genital primordia differentiate following the female pathway, even in the absence of ovaries. In males, an impaired function of the AMH-dependent pathway results in the persistent müllerian duct syndrome, a disorder characterized by the presence of uterus and fallopian tubes in otherwise normally virilized boys. Several mutations found in the AMH and AMH-receptor genes explain the pathophysiology of this syndrome.
Assuntos
Genitália Feminina/embriologia , Genitália Masculina/embriologia , Glicoproteínas , Diferenciação Sexual/genética , Hormônio Antimülleriano , Criança , Pré-Escolar , Proteínas de Ligação a DNA/genética , Feminino , Fatores de Transcrição Fushi Tarazu , Genitália Feminina/fisiologia , Genitália Masculina/fisiologia , Disgenesia Gonadal/embriologia , Disgenesia Gonadal/fisiopatologia , Inibidores do Crescimento/metabolismo , Proteínas de Homeodomínio , Humanos , Lactente , Masculino , Ductos Paramesonéfricos/embriologia , Ductos Paramesonéfricos/fisiologia , Receptores Citoplasmáticos e Nucleares , Fator Esteroidogênico 1 , Hormônios Testiculares/metabolismo , Testosterona/metabolismo , Fatores de Transcrição/genética , Ductos Mesonéfricos/embriologia , Ductos Mesonéfricos/fisiologiaRESUMO
Sperm maturation occurs in the mammalian spermatozoon during its passage through the epididymis. Maturation comprises a series of morpho-physiological changes, which includes the acquisition of the fertilizing capacity in the gamete. This maturative process has been particularly studied in mammals, but different data reveal that birds, reptiles and some kind of fish have a similar characteristic. Anatomical and histological analyses of mammalian epididymis and of Wolffian ducts of some birds and reptiles show the predominance of a secretory cell system. Proteins secreted by the male ducts seem to be an important factor involved in the acquisition of motility, as well as in the changes in the molecular organization of the plasma membrane. Changes occurring in the plasma membrane of the mammalian spermatozoon are related to the acquisition of foreign proteins (of epididymal origin). Some of these membrane changes seem to be connected with the capacitation phenomena and also with gamete interaction during fertilization. The use of antibodies against Wolffian duct proteins has shown that spermatozoa birds and reptiles also acquire proteins during their passage through the male duct. Nevertheless, in birds, and probably in reptiles, capacitation is not a pre-requisite for fertilization and some testicular spermatozoa are able to fertilize the egg. Then, what is the real significance of the membrane maturative changes in these subtherian vertebrates? Proteins acquired during maturation in such species must have different functions from those in mammals, to support spermatozoon survival and/or transport in the female tract, where spermatozoa are stored for a long time. Surface changes in mammals would possibly have similar roles when the gametes are in the female tract.
Assuntos
Fertilização , Maturação do Esperma , Vertebrados/fisiologia , Animais , Epididimo/fisiologia , Epididimo/ultraestrutura , Genitália Masculina/anatomia & histologia , Genitália Masculina/fisiologia , Masculino , Glicoproteínas de Membrana/fisiologia , Microscopia Eletrônica , Especificidade da Espécie , Capacitação Espermática , Espermatozoides/ultraestrutura , Ductos Mesonéfricos/fisiologiaRESUMO
La maduración del espermatozoide de los mamíferos ocurre durante su tránsito a través del epidídimo. La maduración comprende una serie de cambios morfológicos y fisiológicos que comprenden la adquisición de la capacidad fertilizante de la gameta. Este proceso de maduración ha sido estudiado principalmente en los mamíferos, pero existen datos que revelan que los pájaros, reptiles y ciertos tipos de peces poseen características similares. El análisis anatómico e histológico del epidídimo de los mamíferos y de los conductos de Wolff de algunos pájaros y reptiles muestra el predominio de un sistema de células secretoras. Las proteínas secretadas por los conductos de los machos parece ser un factor importante en la adquisición de la motilidad del espermatozoide, así como en los cambios que ocurren en la organización molecular de la membrana plasmática. Los cambios que ocurren en la membrana plasmática de los espermatozoides de mamíferos se relacionan con la adquisición de proteínas foráneas (de origen epididimario). Algunos de estos cambios de la membrana parecen conectarse con el fenómeno de capacitación y también con la interacción de las gametas durante la fertilización. El uso de anticuerpos contra las proteínas del conducto de Wolff ha mostrado que los espermatozoides de los pájaros y reptiles también incorporan proteínas durante su pasaje a través de este conducto. Sin embargo, en los pájaros y también en los reptiles, la capacitación no es un prerequisito para fertilizar y algunos son capaces de fertilizar con espermatozoides del testículo. Por consiguiente se plantea la cuestión acerca del real significado de los cambios de maduración en estos vertebrados. Las proteínas adquiridas durante la maduración en tales especies tendrían funciones diferentes a las de los mamíferos, probablemente como apoyo para la sobrevivencia de los espermatozoides durante el transporte en el tracto reproductor femenino, donde as veces son depositados por largo tiempo. Posiblemente un rol similar podrían tener los cambios de superficie en las gametas de los mamíferos cuando están en el tracto reproductor femenino
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Animais , Masculino , Fertilização , Maturação do Esperma , Vertebrados/fisiologia , Epididimo/fisiologia , Epididimo/ultraestrutura , Especificidade da Espécie , Genitália Masculina/anatomia & histologia , Genitália Masculina/fisiologia , Glicoproteínas de Membrana/fisiologia , Microscopia Eletrônica , Capacitação Espermática , Espermatozoides/ultraestrutura , Ductos Mesonéfricos/fisiologiaRESUMO
La maduración del espermatozoide de los mamíferos ocurre durante su tránsito a través del epidídimo. La maduración comprende una serie de cambios morfológicos y fisiológicos que comprenden la adquisición de la capacidad fertilizante de la gameta. Este proceso de maduración ha sido estudiado principalmente en los mamíferos, pero existen datos que revelan que los pájaros, reptiles y ciertos tipos de peces poseen características similares. El análisis anatómico e histológico del epidídimo de los mamíferos y de los conductos de Wolff de algunos pájaros y reptiles muestra el predominio de un sistema de células secretoras. Las proteínas secretadas por los conductos de los machos parece ser un factor importante en la adquisición de la motilidad del espermatozoide, así como en los cambios que ocurren en la organización molecular de la membrana plasmática. Los cambios que ocurren en la membrana plasmática de los espermatozoides de mamíferos se relacionan con la adquisición de proteínas foráneas (de origen epididimario). Algunos de estos cambios de la membrana parecen conectarse con el fenómeno de capacitación y también con la interacción de las gametas durante la fertilización. El uso de anticuerpos contra las proteínas del conducto de Wolff ha mostrado que los espermatozoides de los pájaros y reptiles también incorporan proteínas durante su pasaje a través de este conducto. Sin embargo, en los pájaros y también en los reptiles, la capacitación no es un prerequisito para fertilizar y algunos son capaces de fertilizar con espermatozoides del testículo. Por consiguiente se plantea la cuestión acerca del real significado de los cambios de maduración en estos vertebrados. Las proteínas adquiridas durante la maduración en tales especies tendrían funciones diferentes a las de los mamíferos, probablemente como apoyo para la sobrevivencia de los espermatozoides durante el transporte en el tracto reproductor femenino, donde as veces son depositados por largo tiempo. Posiblemente un rol similar podrían tener los cambios de superficie en las gametas de los mamíferos cuando están en el tracto reproductor femenino (AU)