Změna abundance mRNA, oxidativních produktů a aktivit antioxidačních enzymů spojených se stárnutím rybích oocytů

Abstract

Opožděná přirozená reprodukce či umělý výtěr oocytů, a také jejich pozdější oplodnění při umělém výtěru vede k jejich stárnutí a následně přezrávání. I v dnešní době jsou ovšem znalosti o procesu stárnutí oocytů ryb nebo vyšších obratlovců velmi omezené. Některé studie prováděné na vyšších obratlovcích předpokládají, že na stárnutím oocytů má největší vliv zejména oxidativní stres. Tato práce se zabývá možnými změnami v mRNA transkriptu, který je způsobený oxidativním poškozením buněk, mitochondriální funkcí a stresovou reakcí a souvisí s následnou oplozeníschopností oocytů, vývojem embryí, transkripční regulací a cyklem buněk, a také apoptózou během přezrávání oocytů. Tato práce také sleduje oxidativní stavy oocytů během post-ovulačního stárnutí pomocí hodnot TBAR jakožto ukazatele oxidace lipidů a karbonylů ukazujících na prodloužení oxidace proteinů. Dále byla role oxidativního stresu v průběhu stárnutí oocytů hodnocena pomocí sledování aktivity antioxidačních enzymů jako jsou: CAT, SOD, GPX a GR. Dalšími hodnocenými parametry byly změny v jednotlivých skupinách lipidů, mastných kyselin, životaschopnosti oocytů a ploidní úroveni vylíhnutých larev. V případě sumečka afrického (Clarias gariepinus) dochází k přezrání oocytů 16 hodin po výtěru při jejich uchovávání v teplotě 25°C a za 24 hodin po výtěru u jiker skladovaných při 4°C. V případě obou sledovaných teplot bylo pozorováno postupné zvyšování mortality a počtu deformovaných larev v průběhu jejich uchovávání. Nejvyšší mortalita a nejnižší kvalita larev byly zaznamenány u nejdéle uchovávaných oocytů. Dále byl u vybraných druhů ryb stanoven čas, po který si jejich oocyty stále zachovávaly vysokou oplozeníschopnost. U lína obecného (Tinca tinca) je to 10 hodin při teplotě 20 °C, u karase zlatého (Carassius auratus) 18 hodin při 20 °C a v případě kapra obecného (Cyprinus carpio) je to 14 hodin po ovulaci a 10 hodin po umělém výtěru při 20 °C. Z výsledků práce je patrné, že v průběhu stárnutí oocytů nedošlo k žádné průkazné změně mRNA genů týkajících se oxidativního stresu a genů zapojených do buněčného cyklu během procesu stárnutí oocytů u sumečka afrického, karase zlatého a kapra obecného. Navíc u sledovaných druhů nedošlo v průběhu stárnutí oocytů ke změně hodnot TBAR a karbonylů. Avšak bylo pozorováno zvýšené množství mRNA apopticky příbuzných genů. Analýza antioxidačních enzymů nezaznamenala významné změny v hodnotách CAT a SOD během stárnutí oocytů po jejich získání u kapra obecného, karase zlatého a lína obecného. Nicméně významně snížená aktivita GPX byla pozorována při stárnutí oocytů u lína obecného, která by mohla odhalovat její významou roli v celkovém poklesu kvality jiker. Zmíněná snížená aktivita GPX nebyla pozorována u oocytů kapra obecného a karase zlatého. Kromě přímých účinků oxidativního stresu na oocyty by mohly jejich funkčnost ovlivnit i změny kompozice mastných kyselin a lipidů, které jsou způsobené oxidací. Pozorovali jsme, že při stárnutí oocytů se nemění složení mastných kyselin a skupin lipidů v oocytech. Proto podle našich získaných výsledků není oxidativní stres hlavním iniciátorem nebo promotorem procesu stárnutí oocytů. Avšak komplementární testy a analýzy jsou potřebné k jasnému vysvětlení jeho vlivu a zapojení do celého procesu stárnutí oocytů. Zvýšené hladiny mRNA apoptoticky souvisejících transkriptů během stárnutí oocytů v této práci demonstrují, že apoptotická dráha může být zapojena do molekulárních změn během stárnutí oocytů. Studium epigenetických změn spojených se stárnutím rybích oocytů se jeví jako velmi zajímavý výzkumný směr pro budoucí vědecké studie.