Differential analysis of the gene and protein expression in bovine corpus luteum under eCG treatments

A gonadotrofina coriônica equina (eCG) tem sido utilizada em programas de sincronização para inseminação artificial em tempo fixo e normalmente promove o aumento do volume do corpo lúteo e a da produção de progesterona. Além disso, esta mesma gonadotrofina pode ser utilizada para superovulação. Desse modo, hipóteses relativas aos mecanismos pelos quais gonadotrofinas exógenas alteram as funções celulares nos corpos lúteos resultantes foram formuladas. Para testar tais hipóteses, 18 vacas (Bos indicus) foram divididas em grupos: controle (n=5), estimulado (n=6) e superovulado (n=7) e a ovulação das mesmas foi sincronizada usando um protocolo já estabelecido com dispositivo de progesterona. Os animais estimulados receberam 400 UI de eCG no dia de remoção do dispositivo de progesterona e os animais superovulados 4 dias antes. No dia 7 após injeção de GnRh, os animais foram abatidos para a coleta de CLL e sangue. Análises de peso e volume de CL, concentração de progesterona (P4), bem como da expressão gênica e proteica de fatores angiogênicos e de proteínas esteroidogênicas foram realizadas. Além disso, o transcriptoma foi analisado por microarranjo. Foi observado que o volume do CL foi maior nos animais do grupo estimulado (1177,37 ± 167,07 mm3) e ainda maior nos do superovulado (1495,18 ± 137,01 mm3) quando comparados ao grupo controle (830,33 ± 234,99 mm3; p = 0,03). A concentração média de progesterona por CL nos animais do grupo estimulado foi maior que nos animais do grupo controle (5,95 ± 0,17 vs 3,69 ± 0,72 ng/ml; p = 0,03) e que nos superovulados (4,11 ± 0.73; p = 0,01). Além disso, os tratamentos com eCG aumentaram a expressão do FGFR2 e também da STAR nos animais estimulados e superovulados (p < 0,05). Quanto aos resultados do microarranjo, no total 242 transcritos foram aumentados e 111 foram diminuídos nos animais estimulados e 111 foram aumentados e 113 diminuídos nos animais superovulados em relação aos animais controle (~1,5 vezes, p 0.05). Entre os genes diferencialmente expressos, muitos estavam envolvidos na síntese de lipídios e na produção de progesterona, tais como: PPARG, HMGCR, STAR, receptores de prolactina e folistatina. Estes achados demonstraram que os tratamentos com eCG modularam a expressão gênica diferencialmente, dependendo do tratamento, e que nossos dados contribuem para entender as vias relacionadas ao aumento do volume do CL e da produção de progesterona observada após os tratamentos. Em um segundo experimento, foi realizado análises da influência do FSH na expressão de VEGF no cultivo de células da granulosa. Neste experimento foi possível observar que o FSH aumentou a expressão gênica e proteica do VEGF, colaborando com a ideia de que as gonadotrofinas têm propriedades angiogênicas.Equine chorionic gonadotropin (eCG) has been widely used in synchronization protocol to artificial insemination program and usually promote corpus luteum (CL) volume increases and stimulates progesterone production. Furthermore the same gonadotropin can be used to superovulation protocols. Thus, hypotheses concerning the mechanisms by which exogenous gonadotropins alter cellular functions in resulting corpora lutea were formulated. To test that hypothesis, 18 (Bos indicus) cows were divided into control (n=5), stimulated (n=6) and superovulated groups (n=7). Ovulation was synchronized using a progesterone device-based protocol. Stimulated animals received 400 IU of eCG of device removal and superovulated animals received 2000 IU of eCG 4 days prior. Corpora lutea (CLL) and blood samples were collected seven days after GnRH administration. Analyses of CL weight and volume, progesterone (P4) concentration, as well as the gene and protein expression of angiogenic and steroidogenic proteins were performed. Furthermore, the transcriptome was evaluated by microarray. The CL volume was higher in superovulated (1495.18 ± 137.01) than in stimulated (1177.37 ± 167.07) cows and higher in stimulated than in the control (830.33 ± 234.99) cows, and the P4 concentration per CL was higher in stimulated (5.95 ± 0.17 ng/ml) animals than in the control (3.69 ± 0.72 ng/ml) and superovulated (4.11 ± 0.73 ng/ml; P = 0.01) animals. Overall, 242 transcripts were up-regulated and 111 transcripts were downregulated in stimulated cows (P 0.05) and 111 were up-regulated and 113 down-regulated in superovulated cows in relation to the control (1.5 fold, P 0.05). Among the differentially expressed genes, many were involved in lipid biosynthesis and progesterone production, as PPARG, HMGCR, STAR, prolactin receptors and follistatin. In conclusion, eCG modulates gene expression differently depending on the treatment. Our data contribute to the understanding of the pathways involved in increased CL volume and progesterone levels observed after eCG treatment. In a second experiment, analyzes were performed about the influence of FSH on the expression of VEGF in the culture of granulosa cells. In this experiment it was observed that FSH increases the expression of the VEGF gene and protein, these finding collaborate with the idea that gonadotrophins have angiogenic properties