Die menschliche Entwicklung ist charakterisiert durch ein rasches fetales Wachstum, ein langsames postnatales Wachstum, ein kontinuierliches Wachstum im Laufe der Kindheit sowie einen Wachstumsschub während der Pubertät. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Mutationen in den Genen des Pericentrins (PCNT) und des Insulin-like growth factor-1 Rezeptors (Insulin ähnlicher Wachstumsfaktor Typ 1 Rezeptor, IGF1R) seltene Auslöser von prä- und postnataler Wachstumsrestriktion darstellen können. In dieser Arbeit wird eine stark wachstumsretardierte Patientin mit zusammengesetzter heterozygoter PCNT-Mutation und heterozygoter IGF1R-Mutation beschrieben. Ziel dieser Arbeit war zum einen die ausführliche klinische Charakterisierung der Patientin. Zum anderen sollte auf zellulärer Ebene überprüft werden, inwieweit die genannten Mutationen den Phänotyp der Patientin erklären. Um die funktionellen Zusammenhänge zu untersuchen, wurden in vitro Assays durchgeführt. Hierfür standen neben mit dem mutierten Rezeptor transfizierte IGF1R-defiziente Mausfibroblasten (R--Zellen) auch humane Fibroblasten zur Verfügung. Es wurden die totale und die extrazelluläre Rezeptorexpression, die IGF1 induzierte Stimulierung und die Signaltransduktion des mutierten IGF1R untersucht. Weiterhin wurde die proliferative Kapazität der Patientenfibroblasten analysiert. Die Ergebnisse dieser Analysen ergaben keine relevanten Funktionseinschränkungen des mutierten IGF1R. Demgegenüber steht eine reduzierte Zellproliferation der Patientenfibroblasten. Die zugrunde liegenden Mechanismen der verminderten Proliferationskapazität sind womöglich den PCNT-Mutationen zuzurechnen. In Versuchen zur IGF1 induzierten Proliferationssteigerung konnte die Proliferation der Patientenfibroblasten zwar kurzfristig stimuliert werden, bei längerer IGF1-Stimulation konnte jedoch das bestehende Proliferationsdefizit nicht ausgeglichen werden. Die genauen molekularbiologischen Auswirkungen der PCNT-Mutation in Bezug auf den ausgeprägten Phänotyp der Patientin müssen in zukünftigen Arbeiten noch weiter aufgeklärt werden.

Die menschliche Entwicklung ist charakterisiert durch ein rasches fetales Wachstum, ein langsames postnatales Wachstum, ein kontinuierliches Wachstum im Laufe der Kindheit sowie einen Wachstumsschub während der Pubertät. In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Mutationen in den Genen des Pericentrins (PCNT) und des Insulin-like growth factor-1 Rezeptors (Insulin ähnlicher Wachstumsfaktor Typ 1 Rezeptor, IGF1R) seltene Auslöser von prä- und postnataler Wachstumsrestriktion darstellen können. In dieser Arbeit wird eine stark wachstumsretardierte Patientin mit zusammengesetzter heterozygoter PCNT-Mutation und heterozygoter IGF1R-Mutation beschrieben. Ziel dieser Arbeit war zum einen die ausführliche klinische Charakterisierung der Patientin. Zum anderen sollte auf zellulärer Ebene überprüft werden, inwieweit die genannten Mutationen den Phänotyp der Patientin erklären. Um die funktionellen Zusammenhänge zu untersuchen, wurden in vitro Assays durchgeführt. Hierfür standen neben mit dem mutierten Rezeptor transfizierte IGF1R-defiziente Mausfibroblasten (R--Zellen) auch humane Fibroblasten zur Verfügung. Es wurden die totale und die extrazelluläre Rezeptorexpression, die IGF1 induzierte Stimulierung und die Signaltransduktion des mutierten IGF1R untersucht. Weiterhin wurde die proliferative Kapazität der Patientenfibroblasten analysiert. Die Ergebnisse dieser Analysen ergaben keine relevanten Funktionseinschränkungen des mutierten IGF1R. Demgegenüber steht eine reduzierte Zellproliferation der Patientenfibroblasten. Die zugrunde liegenden Mechanismen der verminderten Proliferationskapazität sind womöglich den PCNT-Mutationen zuzurechnen. In Versuchen zur IGF1 induzierten Proliferationssteigerung konnte die Proliferation der Patientenfibroblasten zwar kurzfristig stimuliert werden, bei längerer IGF1-Stimulation konnte jedoch das bestehende Proliferationsdefizit nicht ausgeglichen werden. Die genauen molekularbiologischen Auswirkungen der PCNT-Mutation in Bezug auf den ausgeprägten Phänotyp der Patientin müssen in zukünftigen Arbeiten noch weiter aufgeklärt werden.

<p>Leydig-ove&nbsp; ćelije&nbsp; testisa&nbsp; su&nbsp; primarno&nbsp; mesto&nbsp; sinteze mu&scaron;kih polnih hormona. Ovi hormoni su neophodani za reproduktivno,&nbsp; ali&nbsp; i&nbsp; za&nbsp; op&scaron;te&nbsp; zdravlje&nbsp; budući&nbsp; da&nbsp; su<br />ozbiljni zdravstveni problemi često povezani sa njihovom smanjenom produkcijom.&nbsp; Insulin i insulinu sličan faktor rasta&nbsp; 1,&nbsp; IGF1&nbsp; <em>(engl.</em>&nbsp; insulin&nbsp; like&nbsp; growth&nbsp; factor&nbsp; 1),&nbsp; i<br />signalizacija koju pokreću preko svojih receptora&nbsp; (INSR i IGF1R),&nbsp; su&nbsp; jedan&nbsp; od&nbsp; ključnih&nbsp; faktora&nbsp; koji&nbsp; reguli&scaron;u specifični razvoj tkiva, pa i samih gonada. Ipak,&nbsp; uloga&nbsp; i<br />mehanizmi&nbsp; delovanja&nbsp; ovih&nbsp; receptora&nbsp; u&nbsp; steroidogenim tkivima nisu&nbsp; u potpunosti&nbsp; poznati.&nbsp; Stoga je&nbsp; istraživanje&nbsp; uokviru ove&nbsp; doktorske&nbsp; disertacije&nbsp; koncipirano sa ciljem da se,&nbsp; na&nbsp; modelu&nbsp; prepubertalnih&nbsp; (P21)&nbsp; i&nbsp; adultnih&nbsp; (P80) mužjaka mi&scaron;eva sa kondicionalnom delecijom<em> Insr </em>i <em>Igf1</em>r gena&nbsp; u&nbsp; steroidogenim&nbsp; ćelijama&nbsp; (Insr/Igf1r-DKO), defini&scaron;e uloga INSR i IGF1R u regulisanju diferencijacije i&nbsp; steroidogene&nbsp; funkcije&nbsp; Leydig-ovih&nbsp; ćelija.&nbsp; Pored&nbsp; toga, mužjaci&nbsp; i&nbsp; ženke&nbsp; P21&nbsp; mi&scaron;eva&nbsp; sa&nbsp; istom&nbsp; delecijom&nbsp; su kori&scaron;ćeni&nbsp; za&nbsp; praćenje&nbsp; ekspresije&nbsp; glavnih&nbsp; markera mitohondrijalne&nbsp; biogeneze&nbsp; i&nbsp; fuzije/arhitekture&nbsp; u&nbsp; Leydigovim&nbsp; ćelijama,&nbsp; ovarijumima&nbsp; i&nbsp;&nbsp; nadbubrežnim&nbsp; žlezdama. Rezultati&nbsp; su&nbsp; potvrdili&nbsp; da&nbsp; delecija&nbsp; Insr&nbsp; i&nbsp; Igf1r&nbsp; u<br />steroidogenim&nbsp; tkivima&nbsp; utiče&nbsp; na&nbsp; diferencijaciju&nbsp; i funkcionalne karakteristike Leydig-ovih ćelija P21 i P80 mi&scaron;eva,&nbsp; upućujući&nbsp; na&nbsp; pojavu&nbsp; tzv.&nbsp; &bdquo;feminizacije&ldquo;.&nbsp; Broj<br />Leydig-ovih&nbsp; ćelija&nbsp; izolovanih&nbsp; iz&nbsp; P21&nbsp; i&nbsp; P80&nbsp; Insr/Igf1rDKO&nbsp; mi&scaron;eva&nbsp; bio&nbsp; je&nbsp; smanjen,&nbsp; a&nbsp; morfologija&nbsp; i ultrastruktura&nbsp; ovih&nbsp; ćelija&nbsp; izmenjene&nbsp; kod&nbsp; P21&nbsp; Insr/Igf1rDKO&nbsp; mi&scaron;eva.&nbsp; Steroidogeni&nbsp; kapacitet&nbsp; i&nbsp; aktivnost,&nbsp; kao&nbsp; i ekspresija&nbsp; glavnih&nbsp; elemenata&nbsp; steroidogene&nbsp; ma&scaron;inerije <em>(Lhcgr, Star, Cyp11a1, Cyp17a1, Hsd3b1&nbsp; i&nbsp; 6, Hsd17b3,</em><br /><em>Sf</em>1)&nbsp; bili su&nbsp; smanjeni&nbsp; u Leydig-ovim ćelijama P21 i P80 <em>Insr/Igf1</em>r-DKO mi&scaron;eva,&nbsp; dok je ekspresija transkripcionih represora&nbsp; steroidogeneze&nbsp; (Arr19&nbsp; i&nbsp; Dax1)&nbsp; bila&nbsp; povećana specifično&nbsp; u&nbsp; istim&nbsp; ćelijama,&nbsp; ali&nbsp; ne&nbsp; i&nbsp; u&nbsp; ostatku&nbsp; testisa.<br />Transkripcioni&nbsp; profil&nbsp; markera&nbsp; mu&scaron;kog&nbsp; pola&nbsp; (<em>Sry,&nbsp; Sox9, Amh</em>)&nbsp; bio&nbsp; je&nbsp; izmenjen&nbsp; u Leydig-ovim ćelijama P21 i P80 <em>Insr/Igf1r</em>-DKO&nbsp; mi&scaron;eva.&nbsp; Transkripcija&nbsp; markera&nbsp; ženskog pola (<em>Rspo1, Wnt4</em>) u testisima,&nbsp; kao i ekspresija&nbsp; Cyp19a1 i&nbsp; produkcija estradiola (E2) u Leydig-ovim ćelijama,&nbsp; P21 i&nbsp; P80&nbsp;<em> Insr/Igf1r</em>-DKO&nbsp; mi&scaron;eva&nbsp; bile&nbsp; su&nbsp; povećane. Transkripcija&nbsp; markera&nbsp; mitohondrijalne&nbsp; biogenze (<em>Ppargc1a,&nbsp; Tfam</em>,&nbsp; <em>Mtnd1</em>)&nbsp; bila&nbsp; je&nbsp; smanjena&nbsp; u&nbsp; Leydigovim&nbsp; ćelijama&nbsp; P21&nbsp; <em>Insr/Igf1r</em>-DKO&nbsp; mi&scaron;eva,&nbsp; dok&nbsp; supromene&nbsp; ekspresije&nbsp; izostale&nbsp; u&nbsp; ovarijumima&nbsp; ženki&nbsp; istog&nbsp; genotipa.&nbsp; Isti&nbsp; markeri&nbsp; su&nbsp; bili&nbsp; povećani&nbsp; u&nbsp; nabdubrežnim&nbsp; žlezdama&nbsp; oba&nbsp; pola.&nbsp; Markeri&nbsp; mitohondrijalne fuzije/arhitekture&nbsp; (<em>Mfn1&nbsp; i&nbsp; Mfn2)</em>&nbsp; bili&nbsp; su&nbsp; povećani&nbsp; u Leydig-ovim ćelijama P21 <em>Insr/Igf1r</em>-DKO mi&scaron;eva, &scaron;to je&nbsp; praćeno&nbsp; i&nbsp; naru&scaron;enom&nbsp; mitohondrijalnom&nbsp; fazom steroidogeneze (produkcija progesterona), kao i brojem i&nbsp; morfologijom ovim organela.&nbsp; Ekspresija istih markera u ovarijumima&nbsp; bila&nbsp; je&nbsp; nepromenjena.&nbsp; Sumirano,&nbsp; rezultati ovog istraživanja&nbsp; su&nbsp; pokazali&nbsp; da su&nbsp; INSR i IGF1R&nbsp; važni za&nbsp; diferencijaciju&nbsp; i&nbsp; steroidogenu&nbsp; funkciju&nbsp; Leydig-ovih&nbsp; ćelija&nbsp; P21&nbsp; i&nbsp; P80&nbsp; mi&scaron;eva.&nbsp; Takođe,&nbsp; ovi&nbsp; receptori&nbsp; su&nbsp; važni regulatori&nbsp; markera&nbsp; mitohondrijalne&nbsp; biogeneze&nbsp; i fuzije/arhiteture u steroidogenim ćelijama mu&scaron;kih gonada&nbsp; P21 mi&scaron;eva, ali ne i u steroidogenim ćelijama ovarijuma.&nbsp;</p> / <p>Leydig cells of testes are the primary site of the male sex hormones&nbsp; synthesis.&nbsp; These&nbsp; hormones&nbsp; are&nbsp; indispensable for&nbsp; both&nbsp; reproductive&nbsp; and&nbsp; general&nbsp; health&nbsp; since&nbsp; serious health&nbsp; problems&nbsp; are&nbsp; often&nbsp; associated&nbsp; with&nbsp; their&nbsp; reduced production.&nbsp; Insulin&nbsp; and&nbsp; insulin-like&nbsp; growth&nbsp; factor&nbsp; 1, IGF1&nbsp; (insulin&nbsp; like&nbsp; growth&nbsp; factor&nbsp; 1),&nbsp; and&nbsp; signaling triggered through&nbsp; their receptors (INSR and IGF1R), are&nbsp; one of the key&nbsp; factors&nbsp; that regulate specific development of&nbsp; tissue&nbsp; including&nbsp; gonads.&nbsp; However,&nbsp; the&nbsp; role&nbsp; and mechanisms&nbsp; of&nbsp; these&nbsp; receptors&nbsp; action&nbsp; in&nbsp; steroidogenic tissues are not known enough. This study was designed to&nbsp; observe &nbsp; the role of INSR and IGF1R in regulating the differentiation and steroidogenic function of Leydig cells by using the model of prepubertal (P21) and adult (P80) male mice with the conditional deletion of the&nbsp; Insr&nbsp; and Igf1r&nbsp; genes&nbsp; in&nbsp; steroidogenic&nbsp; cells&nbsp; (<em>Insr/Igf1r-</em>DKO).&nbsp; In addition,&nbsp; male&nbsp; and&nbsp; female&nbsp; P21&nbsp; mice&nbsp; with&nbsp; the&nbsp; samedeletion were used to monitor the expression of the main markers&nbsp; of&nbsp; mitochondrial&nbsp; biogenesis&nbsp; and fusion/architecture&nbsp; in&nbsp; Leydig&nbsp; cells,&nbsp; ovaries&nbsp; and&nbsp; adrenal glands.&nbsp; The&nbsp; results&nbsp; confirmed&nbsp; that&nbsp; deletion&nbsp; of&nbsp;<em> Insr</em>&nbsp; and<em> Igf1r&nbsp;</em> in&nbsp; steroidogenic&nbsp; tissues&nbsp; influences&nbsp; differentiation and&nbsp; functional&nbsp; characteristics&nbsp; of&nbsp; Leydig&nbsp; cells&nbsp; isolated from&nbsp; P21&nbsp; and&nbsp; P80&nbsp; mice,&nbsp; suggesting&nbsp; an&nbsp; appearance&nbsp; of &quot;feminization&quot;.&nbsp; The&nbsp; number&nbsp; of&nbsp; Leydig&nbsp; cells&nbsp; isolated from&nbsp; both&nbsp; P21&nbsp; and&nbsp; P80&nbsp; <em>Insr/Igf1</em>r-DKO&nbsp; mice&nbsp; was reduced.&nbsp; Morphology&nbsp; and&nbsp; ultrastructure&nbsp; of&nbsp; Leydig&nbsp; cells were&nbsp; disturbed&nbsp; in&nbsp; P21&nbsp; <em>Insr/Igf1r-</em>DKO&nbsp; mice. Steroidogenic capacity and activity, as well as expression of the main elements of&nbsp; steroidogenic machinery (<em>Lhcgr, Star, Cyp11a1, Cyp17a1, Hsd3b1&nbsp; and&nbsp; 6, Hsd17b3, Sf1) </em>were&nbsp; decreased&nbsp; in&nbsp; Leydig&nbsp; cells&nbsp; from&nbsp; P21&nbsp; and&nbsp; P80 I<em>nsr/Igf1</em>r-DKO&nbsp; mice,&nbsp; while&nbsp; the&nbsp; expression&nbsp; of transcriptional&nbsp; repressors&nbsp; of&nbsp; steroidogenesis&nbsp; (<em>Arr19</em>&nbsp; and <em>Dax1) </em>was increased&nbsp; in the same cells, but not in the rest of&nbsp; the&nbsp; testes.&nbsp; Transcription&nbsp; profile&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; male&nbsp; sex markers&nbsp; (<em>Sry,&nbsp; Sox9</em>,&nbsp; <em>Amh</em>)&nbsp; was&nbsp; altered&nbsp; in&nbsp; Leydig&nbsp; cells from&nbsp; P21&nbsp; and&nbsp; P80&nbsp; <em>Insr/Igf1</em>r-DKO&nbsp; mice.&nbsp; Transcription of the female sex markers (<em>Rspo1, Wnt4</em>) in the testes, as well&nbsp; as&nbsp; <em>Cyp19a1&nbsp; </em>expression&nbsp; and&nbsp; estradiol&nbsp; (E2) production in Leydig cells,&nbsp; from P21 and P80&nbsp; I<em>nsr/Igf1</em>rDKO&nbsp; mice&nbsp; were&nbsp; increased.&nbsp; Transcription&nbsp; of mitochondrial&nbsp; biogenesis&nbsp; markers&nbsp; (<em>Ppargc1a,&nbsp; Tfam, Mtnd1</em>)&nbsp; was&nbsp; declined&nbsp; in&nbsp; Leydig&nbsp; cells&nbsp; from&nbsp; P21<em> Insr/Igf1r-</em>DKO mice, while changes were absent in&nbsp; the ovaries of the same genotype.&nbsp; Transcription of the&nbsp; same markers&nbsp; was&nbsp; increased&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; adrenal&nbsp; glands&nbsp; of&nbsp; both sexes.&nbsp; The&nbsp; mitochondrial&nbsp; fusion/architecture&nbsp; markers (<em>Mfn1</em>&nbsp; and&nbsp; <em>Mfn2</em>)&nbsp; were&nbsp; increased&nbsp; in&nbsp; Leydig&nbsp; cells&nbsp; from<em> Insr/Igf1r</em>-DKO&nbsp; mice&nbsp; and&nbsp; followed&nbsp; by&nbsp; disturbedmitochondrial&nbsp; phase&nbsp; of&nbsp; steroidogenesis&nbsp; (progesterone production), as well as&nbsp; decreased&nbsp; number and&nbsp; disturbed morphology&nbsp; of&nbsp; mitochondria.&nbsp;&nbsp; Expression&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; same markers&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; ovaries&nbsp; was&nbsp; unchanged.&nbsp; In&nbsp; summary, results&nbsp; of&nbsp; this&nbsp; study&nbsp; showed&nbsp; that&nbsp; INSR&nbsp; and&nbsp; IGF1R&nbsp; are important in differentiation and steroidogenic function of Leydig&nbsp; cells&nbsp; from&nbsp; P21&nbsp; and&nbsp; P80&nbsp; mice.&nbsp; Also,&nbsp; these receptors&nbsp; are&nbsp; important&nbsp; regulators&nbsp; of&nbsp; mitochondrial biogenesis&nbsp; and&nbsp;&nbsp; fusion/architecture&nbsp; markers&nbsp; in steroidogenic&nbsp; cells&nbsp; of&nbsp; P21&nbsp; male&nbsp; mice,&nbsp; but&nbsp; not&nbsp; in steroidogenic cells of ovaries.</p>