Expression of apelin and apelin receptor (APJ) in porcine corpus luteum and effect of apelin on progesterone secretion

Badania ostatnich lat sugerują, iż apelina, jedna z obecnie szeroko badanych adipokin, może mieć znaczący wpływ na rozród samic. Ekspresję apeliny i jej receptora (APJ) zanotowano w tkankach rozrodczych, między innymi w jajniku kobiet, bydła czy też gryzoni. Celem niniejszej rozprawy było określenie ekspresji białka apeliny oraz APJ w świńskim ciałku żółtym (CL): wczesnym (CL1: 1-2 dni po owulacji), środkowym (CL2: 7-10 dni po owulacji) i regresyjnym (CL3: 13-15 dni po owulacji) metodą Western Blot. Zaobserwowano ekspresję obu badanych peptydów w CL podczas całej fazy lutealnej, z najwyższym poziomem w CL2. W kolejnym etapie w hodowlach in vitro komórek CL2 określono rolę apeliny w regulacji sekrecji progesteronu (P4) oraz aktywności i ekspresji białka enzymu dehydrogenazy 3β-hydroksysteroidowej (3βHSD). Wyniki badań wskazują, iż apelina w dawkach 0.02, 0.2, 2 oraz 20 ng/ml istotnie statystycznie zwiększa sekrecję P4 przez komórki CL2, mierzoną metodą ELISA. Dodatkowo zaobserwowano, że apelina w dawkach 2 i 20 ng/ml stymuluje ekspresję białka 3βHSD (Western Blot) oraz jego aktywność, mierzoną konwersją pregnenolu (P5) do P4. Aby zbadać mechanizm obserwowanych zmian, prowadzono hodowle in vitro komórek CL2 z blokerem receptora apeliny (ML221) oraz kinazy aktywowanej przez 5’AMP (AMPKα) (Compound C) wraz z apeliną w dawce 2 ng/ml. Podanie łączne apeliny i selektywnych ww. blokerów obniżało stężenie P4 do poziomu kontroli (ELISA), potwierdzając zaangażowane zarówno APJ oraz kinazy AMPKα w stymulujący wpływ apeliny na sekrecję P4. Podsumowując, ekspresja zarówno apeliny jak i jej receptora APJ w CL świni podczas całej fazy lutealnej, jej stymulujący wpływ na sekrecję P4 oraz ekspresję białka i aktywność enzymu 3βHSD wskazują, iż badany hormon w sposób parakrynny lub autokrynny reguluje funkcję CL.Last year researches have suggested that apelin, one of profoundly investigated adipokines, may have a significant role in female reproduction. The expression of apelin and its receptor (APJ) was observed in reproductive tissues, including women’s, bovine’s and rodent’s ovaries. The aim of this study was to define, using Western Blot method, the protein expression of apelin and APJ in porcine corpus luteum (CL) during: early phase (CL1: 1-2 days after ovulation), middle phase (CL2: 7-10 days after ovulation) and late phase (CL3: 13-15 days after ovulation). The expression of both peptides was observed in CL during whole luteal phase, but it reached the highest level was at CL2. The second step was to determine the apelin’s role in both: regulation of progesterone (P4) secretion and 3-beta-hydroxysteroid dehydrogenase (3β-HSD) activity and expression in the in vitro culture of CL2. The results of the study demonstrated that apelin at 0.02,0.2, 2 and 20 ng/ml doses meaningfully increase P4 secretion by CL2, which was measured by ELISA method. Additionally, it was observed that apelin at doses 2 and 20 ng/ml stimulated the protein expression of 3βHSD (Western Blot) and its activity, measured by the conversion of pregnenolone (P5) to P4. The in vitro culture with potent antagonist of APJ (ML21) and AMPKα (compound C) was used in order to observe the mechanism of examined changes. Application of this selective antagonists with apelin reversed the P4 concentration to control levels, confirming thereby the role of APJ and kinase AMPKα in apelin’s stimulatory effect on P4 secretion. To summarize, the presence of apelin/APJ in porcine CL and the direct stimulatory effects of apelin on luteal P4 secretion and 3β-HSD level, indicate potential autocrine or paracrine regulation of apelin on the luteal phase of ovary function