Die Rolle des hepatischen Plasmaproteins Fetuin-B in der Fertilität

• Antragsteller: Professor Dr. Wilhelm Jahnen-Dechent; Professor Dr. Joseph Neulen
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250118446

Die Zona pellucida (ZP) ist eine Glykoprotein-Matrix, die Säuger-Oozyten umhüllt. Nach der Befruchtung verhindert die Härtung der ZP, dass weitere Spermien an die Eizelle binden und sie penetrieren. Wir berichteten kürzlich, dass die Gen-Deletion des hepatischen Plasmaproteins Fetuin-B in Mäusen zur vorzeitigen ZP-Härtung und damit zu weiblicher Unfruchtbarkeit führt. Durch Transplantation von Ovarien Fetuin-B defizienter Tiere in Wildtyp-Empfänger wurde die Fruchtbarkeit der Eizellen wiederhergestellt, was zeigt, dass Fetuin-B Plasma notwendig und hinreichend ist für die Befruchtung. In vitro funktionierte die Fertilisation von Eizellen aus Fetuin-B-defizienten Mäusen erst nach Laser-Pentration der ZP. Mechanistisch gesehen hielt Fetuin-B die Befruchtungsfähigkeit der Eizellen durch Hemmung von Ovastacin aufrecht, einer Protease der kortikale Granula in Eizellen, die die Härtung der ZP startet. Somit ist Plasma Fetuin-B notwendig, um sporadische Protease-Aktivität zuverlässig zu hemmen, und dadurch die ZP Permeabilität bis zur Gameten-Fusion aufrecht zu erhalten. Unsere Arbeiten zeigten erstmal, dass eine vorzeitige ZP Härtung in Mäusen auch im lebenden Tier zur Unfruchtbarkeit führen kann.Um die Abfolge der Ereignisse, die zur Unfruchtbarkeit bei Fetuin-B-Mangel führen, besser zu verstehen, werden wir den genauen Zeitpunkt der Proteaseaktivierung, die erforderliche Menge und Wirkdauer von Fetuin-B untersuchen. Um die Fruchtbarkeit in Fetuin-B defizienten Mäusen wieder herzustellen, werden wir die hepatische Fetuin-B-Expression durch hydroponische Plasmidtransfektion sowie durch adenoviralen Gentransfer rekonstituieren. Um zu zeigen, dass Ovastacin-Hemmung notwendig und hinreichend ist, um die Fruchtbarkeit in Abwesenheit von Fetuin-B zu erklären, werden wir Fetuin-B/Ovastacin doppel-defiziente Mäuse erzeugen, die trotz Fetuin-B-Mangel fruchtbar sein sollten.Um zu testen, ob Fetuin-B Depletion eine Alternative zur hormonellen Empfängnisverhütung sein kann, werden wir die Fetuin-B-Plasmaspiegel durch Immunpletion reduzieren, sowie durch Antisense-Oligonukleotid-vermittelte inhibition der hepatischen Expression. Testpaarungen von behandelten weiblichen Mäusen werden zeigen, ob und wie lange Unfruchtbarkeit durch therapeutische Fetuin-B Depletion induziert werden kann.Wir werden Blut, Follikelflüssigkeit und DNA-Proben von Patientinnen sammeln, um in einer multizentrischen Assoziationsstudie den Zusammenhang zwischen genetisschen Fetuin-B Polymorphismen und Unfruchtbarkeit zu untersuchen.Wir analysieren die Glykosylierung von Fetuin-B, und produzieren bis zu 50 mg homogen glykosyliertes Fetuin-B, um in Kooperation mit ausgewiesenen Proteinstruktur-Forschern eine hochauflösende 3-D-Struktur des Proteins zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen