The involvement of chosen histone deacetylases in regulation of porcine ovarian follicle in vitro

Sirtuiny należą do deacetylaz zależnych od NAD+. U ssaków wyróżniono 7 sirtuin. Odpowiedzialne są one za wiele procesów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu m.in. działają jako adaptory stresu oksydacyjnego, genotoksycznego i metabolicznego. Interesujące nas sirtuiny: 1 i -6 (SIRT1, SIRT6) odgrywają ważną rolę w różnych procesach biologicznych takich jak np. odpowiedź na stres, proliferacja i różnicowanie, apoptoza i metabolizm. Wykazano, że te dwie sirtuiny chronią genom przed mutacjami prowadzącymi do nowotworów. Ekspresja i regulacja ekspresji SIRT1 i SIRT6 została zbadana u ludzi i myszy, jednakże mało jest informacji na temat ich działania u świni.Stąd też w prezentowanej pracy zbadano in vitro lokalizację i fizjologiczną rolę SIRT1 i SIRT6 w jajniku świni w warunkach hodowli kontrolnych oraz po podaniu powszechnie stosowanego w rolnictwie fungicydu, winklozoliny (Vnz).Po 24-godzinnej hodowli komórek ziarnistych i całych pęcherzyków jajnikowych w obecności testosteronu (T; 10-7M), dihydrotestosteronu (DHT; 10-7M), winklozoliny (Vnz; 1,4x10-5M) oraz mieszanin T+Vnz i DHT+Vnz w celu lokalizacji wybranych sirtuin wykonano analizę immunocytochemiczną i immunohistochemiczną. Badanie ekspresji białek wyżej wymienionych sirtuin tak w komórkach ziarnistych, jak i w pęcherzykach zostało wykonane przy użyciu analizy Western blot.Wykazano, że SIRT1 i SIRT6 są obecne w hodowanych komórkach ziarnistych oraz całych pęcherzykach jajnikowych świni. W odpowiedzi na podawaną Vnz stwierdzono wzrost poziomu ekspresji SIRT6, podczas gdy immunoekspresja SIRT1 znacząco spadła w hodowanych komórkach ziarnistych. Analiza Western blot potwierdziła wyniki otrzymane z analizy immunocyto- i immunohistochemicznej.Podsumowując, na tej podstawie można stwierdzić: (1) obecność SIRT1 i SIRT6 w komórkach jajnika odpowiedzialnych za proces steroidogenezy (tj. komórkach osłonki wewnętrznej i komórkach ziarnistych), (2) potencjalne zaangażowanie obu sirtuin w kontrolę procesu apoptozy komórek ziarnistych, a tym samym kontrolę procesu atrezji pęcherzyków jajnikowych, (3) po raz pierwszy współzależność między badanymi sirtuinami, a androgenami i ich receptorami w komórkach jajnika świni.W oparciu o te i wcześniejsze wyniki można wnioskować, że ochronna rola SIRT1 pod wpływem Vnz najprawdopodobniej zostaje zakłócona, co prowadzi do gwałtownej apoptozy komórek ziarnistych. Jednakże, aby lepiej zrozumieć związek między SIRT1 i SIRT6 w jajniku świni, niezbędne są dalsze badania.Silent information regulator 2 (Sir2) is a NAD-dependent deacetylase that connects metabolism with longevity in yeast and worms. Mammals contain 7 homologs of yeast Sir2, sirtuins 1 through 7. Sirtuins are recognized as crucial regulators of energy metabolism, working as stress adaptors (oxidative, genotoxic and metabolic stress). Sirtuin 1 and -6 (SIRT1, SIRT6) play important role in a variety of biological processes such as stress and cytokine responses, proliferation and differentiation, apoptosis and metabolism. These two sirtuins have been shown to protect the genome from mutations that can lead to tumorogenesis. The expression and regulation of SIRT1 and SIRT6 have been studied in human and mouse. However, little is known about the expression and regulation of these sirtuins in pigs. Therefore, in this study we investigated the presence and physiological role of SIRT1 and SIRT6 in the porcine ovary under physiological conditions and after exposure to commonly used dicarboximide fungicide, vinclozolin (Vnz), in vitro. Immunocytochemistry and immunohistochemistry was performed to localize the SIRT1 and SIRT6 expression after granulosa cells (GCs) and whole ovarian follicles(24 hours) treatment with two androgens, testosterone (T; 10-7 M) and dihydrotestosterone (DHT; 10-7 M) and an antiandrogen, Vnz (1.4 × 10-5 M), separately and in combination. Granulosal and follicular protein expression of both sirtuins was also investigated by Western blot. Our study provides evidence that SIRT1 and SIRT6 are present in the porcine ovarian follicles and GCs. We demonstrated also that in response to Vnz stimulus protein level of SIRT6 increased, while protein level of SIRT1 dramatically decreasedin cultured GCs. Western blot analysis was consistent with the results of immunocyto-, immunohistochemistry. Our observations demonstrate (1) the presence of SIRT1 and SIRT6 in ovarian cells, (2) show for the first time the involvement of both sirtuins in control of survivalof ovarian cells, (3) represent the first data on interrelationships between sirtuins and androgens in ovarian cells. Based on these findings and our previous results we can conclude that protective role for SIRT1 in porcine ovary under Vnz influence might be disrupted, which induces apoptosis of granulosa cells. A better understandingof interrelationships between SIRT1 and SIRT6 in the porcine ovary requires further studies