Funktionelle Analyse des keimzellspezifischen Gens ADAM 27

Abstract

Die Mitglieder der ADAM-Genfamilie besitzen auf Grund ihrer typischen Domänenstruktur potentiell Protease und/oder Zelladhäsionsfunktion. Das ADAM-27-Gen, als Vertreter der ADAM-Gruppe ohne Proteasefunktion, scheint auf Grund seiner exklusiven Expression im Hoden potentiell in die Vorgänge von Spermatogenese und/oder Spermien-Oozyteninteraktion involviert. Die Evaluation der Funktion erfolgte an 2 Knockout-Mausmodellen, wobei bei Modell 1 (AD27) die Transmembrandomäne ausgeschaltet wurde, bei Modell 2 (EW50) wurde das gesamte Gen ausgeschaltet. Weiterhin wurde die Funktion des Genes bei Überexpression (PAD), sowie anhand eines Rescueexperimentes untersucht. Knockoutmäuse für ADAM 27 zeigten sich, auf Grund einer hochgradigen Anzahl fehlgebildeter Spermien, in- bzw. subfertil. Typischerweise betrafen die Veränderungen den Spermienkopf, ein oft zu sehender Phänotyp bei AD27 waren Vakuolisierungen im Spermienkopfbereich. In Testisschnitten zeigte sich eine vorzeitige Ablösung von elongierten Spermatiden und Spermien aus dem Gewebeverband, als Ausdruck einer gestörten Spermatozyten-Sertolizellinteraktion. Eine mögliche Erklärung hierfür könnte die mutmaßliche Interaktion von ADAM 27 mit Nectin 3 sein. Nectin 3 ist ein Spermienprotein und interagiert mit Nectin 2, welches in den Sertolizellen gebildet wird. Hierüber wird die direkte Verbindung wischen Keim- und Sertolizelle gebildet und ein Ausschalten von Nectin 2 oder 3, bewirkt eine Störung dieser Verbindung. Der beobachtete Phänotyp dieser Tiere ähnelt stark denen der ADAM-27-Knockout-Mäuse (Mueller et al., 2003), sodaß eine direkte oder indirekte Interaktion von ADAM 27 mit Nectin 3 denkbar wäre. Die Überexpression von ADAM 27 zeigte hier allerdings keine Störung der Fertilität. Durch die Verpaarung von EW50-/--Weibchen mit transgenen PAD-Männchen konnte eine komplette Normalisierung des Phänotyps erreicht werden. Die Spermien dieser Tiere unterschieden sich weder in der durchschnittlichen Wurfgröße noch in der Zahl morphologisch veränderter Spermien von der Wildtypkontrolle.