Regulation of granulosa cells during follicular development and ovulation

Abstract

L'efficacité de la reproduction bovine a considérablement diminué dans les dernières décennies et cette diminution constitue un problème économique majeur. Pour mieux contrer ce problème, la physiologie des cellules stéroïdogéniques ovariennes dont les cellules de granulosa (CG) doit être mieux comprise au cours des dernières étapes de la croissance folliculaire, de l'ovulation et de la lutéinisation. En ce sens, nous avons précédemment identifié divers gènes induits dans les CG des follicules ovulatoires bovins par la LH/hCG incluant Ankyrin-repeat and SOCS-box protein 9 (ASB9). Cependant, les mécanismes d’action d’ASB9 dans les CG étaient encore indéfinis. Les objectifs de cette étude étaient d'élucider le rôle d'ASB9 dans les CG ainsi que ses effets sur ses partenaires spécifiques PAR1, TSG6 et TAOK1. Un modèle in vivo de CG provenant de follicules à différentes phases de développement: petits follicules (SF), follicules dominants (DF) et follicules ovulatoires (OF), et un modèle in vitro de CG en culture ont été utilisées. L'inhibition d’ASB9 dans les CG via CRISPR/Cas9 a montré une augmentation significative de PAR1, PCNA, CCND2 et CCNE2 et une diminution significative de TAOK1, TSG6 et CASP3. Dans le modèle in vivo, PAR1 a été différentiellement exprimé dans DF et TSG6 et TAOK1 ont été induits dans OF. L'inhibition de l'ASB9 a aussi entraîné une diminution de l'apoptose des CG et de l'activité caspase3/7. Des analyses Western blot ont démontré que l'induction d'ASB9 dans OF, après l'injection d'hCG, était concomitante avec une diminution significative des niveaux de phosphorylation de MAPK3/1 tandis que pMAPK3/1 augmentait après l'inhibition d'ASB9. Ces résultats supportent qu'ASB9 pourrait être un régulateur de l'activité et de la fonction des CG en ciblant des protéines spécifiques qui affectent la signalisation MAPK, limitant la prolifération des CG. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension de l’activité ovarienne et de la reproduction bovine.

The efficiency of bovine reproduction has considerably decreased in recent decades and this decrease constitutes a major economic problem. To better counter this problem, the physiology of ovarian steroidogenic cells including granulosa (CG) cells needs to be better understood during the later stages of follicular growth, ovulation and luteinization. In this sense, we have previously identified various genes induced in the CGs of bovine ovulatory follicles by LH / hCG including Ankyrin-repeat and SOCS-box protein 9 (ASB9). However, ASB9 mechanisms of action in GC were still undefined. The objectives of this study were to elucidate the role of ASB9 in CG as well as its effects on target partners PAR1, TSG6 and TAOK1, and on MAPK signaling. An in vivo model of GC from follicles at different developmental stages: small follicles (SF), dominant follicles (DF), and ovulatory follicles (OF) and an in vitro model of cultured GC along with the CRISPR/Cas9 approach to inhibit ASB9 were used. Inhibition of ASB9 in GC resulted in significant increase in PAR1, PCNA, CCND2, and CCNE2 and significant decrease in TAOK1, TNFAIP6, and CASP3 expression. From in vivo samples, PAR1 was differentially expressed in DF as compared to OF while TSG6 and TAOK1 were induced in OF. Further analyses showed an increase in GC number and a decrease in apoptosis and caspase3/7 activity following ASB9 inhibition. Western blot analyses demonstrated that ASB9 induction in OF by hCG was concomitant with a significant decrease in MAPK3/1 phosphorylation levels while pMAPK3/1 increased following ASB9 inhibition. These results provide strong evidence that ASB9 is a regulator of GC activity and function by modulating MAPK signaling pathway likely through specific binding partners such as PAR1, therefore controlling GC proliferation. These results contribute to a better understanding of ovarian activity and bovine reproduction.