Wie für viele andere Zivilisationskrankheiten werden auch für Atherosklerose und dadurch verursachte Erkrankungen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall die Weichen mitunter schon vor der Geburt gestellt. Pränatale oder fetale Programmierung heißt der Mechanismus, durch den negative Umweltbedingungen während der Schwangerschaft, allen voran der Einfluss von Stresshormonen, auf die Entwicklung des Fetus wirken und die Prädisposition für spätere Erkrankungen schaffen können (SCHWAB 2009, SECKL 2001). Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Stress während der Schwangerschaft auf den Fettstoffwechsel der Nachkommen unter besonderer Berücksichtigung bekannter Herz-Kreislauf-Risikofaktoren zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde 28 Weißbüschelaffen (F0) während der Trächtigkeit eine Woche lang täglich Dexamethason (DEX) – ein synthetisches Glucocorticoid (GC), welches die Plazentaschranke passieren kann (TEGETHOFF et al. 2009) – oral verabreicht (BEINDORFF et al. 2006, EINSPANIER et al. 2006c). Die drei weiblichen Folgegenerationen DEX F1 (n = 5), DEX F2 (n = 6) und DEX F3 (n = 3) dieser Tiere wurden untersucht, wobei sich die Medikamentengabe auf die F0-Generation beschränkte und alle weiteren Trächtigkeiten ungestört verliefen. Im Alter von 3,3 bis 5,6 Jahren (DEX F1) bzw. von Geburt an bis 1,5 Jahre (DEX F2, DEX F3) wurden die Tiere wöchentlich gewogen. In Blutproben wurden einerseits Fettsäuren (FS), andererseits Cholesterol (CHOL), Triglyceride (TG) und Lipoproteine gemessen, wobei zwei Methoden – enzymatische Analyse nach Ultrazentrifugation und direkter Assay – zum Einsatz kamen. Alle Resultate wurden denen gesunder Kontrolltiere ähnlichen Alters (n = 12) gegenübergestellt. Die Körpermasse unterschied sich zu keinem Zeitpunkt signifikant zwischen den Nachkommen der mit DEX behandelten Tiere und den Kontrollgruppen. Entweder gab es keinen programmierten Effekt auf das Gewicht oder er wurde durch individuelle Schwankungen, möglicherweise verstärkt durch erhöhte Stressempfindlichkeit oder Hyperaktivität der DEX-Nachkommen (FRENCH et al. 2004, SCHWAB 2009) und damit einhergehende Tendenz zur Gewichtsabnahme (KAPLAN und SHELMIDINE 2010) maskiert. Beide Methoden zur Untersuchung des Lipoproteinprofils erschienen für Weißbüschelaffen geeignet und können für zukünftige Untersuchungen empfohlen werden. Bei den Kontrollgruppen fiel auf, dass ältere Tiere u. a. signifikant mehr LDL- und VLDL-CHOL, aber signifikant weniger HDL-TG und n3-FS hatten als jüngere, was auf ein wie beim Menschen mit dem Alter steigendes Herz-Kreislauf-Risiko (CARLSSON et al. 2010) schließen lässt. Sowohl DEX F2 als auch DEX F3 wiesen signifikant höhere Konzentrationen von LDL-CHOL, signifikant niedrigere Werte von HDL-TG, mehr Gesamt-CHOL sowie einen höheren Quotienten CHOL : HDL-CHOL im Blutplasma auf als die Kontrolltiere. Diese Parameter gehören zu den in der humanmedizinischen Diagnostik genutzten Herz-Kreislauf-Risikofaktoren und die Veränderungen weisen auf eine erhöhte Auftrittswahrscheinlichkeit kardiovaskulärer Erkrankungen hin (KANNEL et al. 1994, LUSIS et al. 2004, NCEP 2002). Zusätzlich fielen bei DEX F1, DEX F2 und DEX F3 im Vergleich zu den Kontrollen signifikant erniedrigte Gehalte an n3-FS auf, die u. a. für ihre antiphlogistische und kardioprotektive Wirkung bekannt sind (ALONSO et al. 2003, CALDER 2004, KINSELLA et al. 1990). Pränatale GC-Behandlung rief demzufolge über Veränderungen im Fettstoffwechsel ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei ihren weiblichen Nachkommen F1 bis F3 hervor. Dies lässt auf epigenetische Effekte schließen, welche in weiterführenden Untersuchungen genauer erforscht werden sollten.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Fettstoffwechsel 4 2.2 Atherosklerose 7 2.3 Stress in der Schwangerschaft 9 2.4 Der Weißbüschelaffe (Callithrix jacchus) 15 3 Tiere, Material und Methoden 17 3.1 Tiere 17 3.1.1 Vorangegangener Versuch in Göttingen – Pränataler Stress 17 3.1.1.1 Material und Methoden 17 3.1.1.2 Ergebnisse 18 3.1.2 Versuchsgruppen 19 3.1.3 Haltung 20 3.1.4 Ernährung 21 3.1.5 Geburtenkontrolle 22 3.2 Datensammlung 23 3.2.1 Körpergewicht 23 3.2.2 Blutparameter des Fettstoffwechsels 23 3.2.2.1 Probengewinnung 24 3.2.2.2 Lipoproteinanalyse 25 3.2.2.3 Fettsäureanalyse 26 3.3 Statistische Auswertung 27 4 Ergebnisse 28 4.1 Körpergewicht 28 4.2 Blutparameter des Fettstoffwechsels 30 4.2.1 Vergleich der Methoden MU und MD 36 4.2.2 CONTROL YOUNG im Alter von 9 und 19 Monaten 36 4.2.3 Altersabhängigkeit der Parameter bei gesunden Kontrolltieren37 4.2.4 Einfluss pränataler DEX-Gabe auf die Nachkommen F1 bis F3 38 4.2.4.1 Lipoproteine 38 4.2.4.2 Fettsäuren 40 5 Diskussion 41 5.1 Versuchsaufbau 41 5.2 Ergebnisse: Körpergewicht 43 5.3 Ergebnisse: Blutparameter des Fettstoffwechsels 45 5.4 Fazit 47 6 Zusammenfassung 48 7 Summary 50 8 Literaturverzeichnis 52 9 Anhang I 9.1 Buchwald U, Teupser D, Kuehnel F, Grohmann J, Schmieder N, Beindorff N, Schlumbohm C, Fuhrmann H, Einspanier A. Prenatal stress programs lipid metabolism enhancing cardiovascular risk in the female F1, F2, and F3 generation in the primate model common marmoset (Callithrix jacchus). J Med Primatol. 2012;41:231-40. doi: 10.1111/j.1600-0684.2012.00551.x. [Zeitschriftenartikel] I 9.2 Buchwald U, Gassdorf F, Grohmann J, Teupser D, Habla C, Einspanier A. Prenatal dexamethasone application influences parameters of lipid metabolism in the female F2 and F3 generation of common marmoset monkeys (Callithrix jacchus). New Paradigms in Laboratory Animal Science. 2010;33. [Abstract zu einem Vortrag] XXIII 9.3 Buchwald U, Kühnel F, Grohmann J, Teupser D, Einspanier A. Intrauterine Stresshormone beeinflussen den Fettstoffwechsel weiblicher Nachkommen des Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus). Leipzig Research Festival for Life Sciences. 2010;220. ISBN 978-3-9810760-6-6. [Abstract zu einem Poster] XXV Danksagung / As for many other civilization diseases, the way for atherosclerosis and hence heart attack and stroke can be paved even before birth. The mechanism by which negative environmental circumstances, first of all the influence of stress hormones, can alter the development of the fetus and cause a predisposition for diseases later in life is called prenatal or fetal programming (SCHWAB 2009, SECKL 2001). The aim of the present study was to investigate the consequences of stress during pregnancy on lipid metabolism of the offspring with special regard to known cardiovascular risk factors. Therefore, 28 common marmosets (F0) were given dexamethasone (DEX) – a synthetic glucocorticoid (GC) with the ability to pass the placenta easily (TEGETHOFF et al. 2009) – orally, once daily for one week during gestation (BEINDORFF et al. 2006, EINSPANIER et al. 2006c). The three female filial generations DEX F1 (n = 5), DEX F2 (n = 6) and DEX F3 (n = 3) of those monkeys were investigated. Only the F0 generation was treated with DEX, while all of the following pregnancies remained undisturbed. At the age of 3.3 up to 5.6 years (DEX F1) and from birth until 1.5 years (DEX F2, DEX F3), respectively, the animals were weighed weekly. Blood samples were analyzed on the one hand for fatty acids (FA), on the other hand for cholesterol (CHOL), triglycerides (TG) and lipoproteins using two different methods – enzymatic analysis after ultracentrifugation and direct assay. All results were compared to those of healthy controls of similar age (n = 12). Body mass of the offspring of dams prenatally treated with DEX was not significantly different from that of the controls at any point of time. Either there was no programming effect on weight or it was masked by individual fluctuations, maybe potentiated by hyperactivity or a higher sensitivity to stress of the DEX offspring (FRENCH et al. 2004, SCHWAB 2009) and hence a tendency to loose weight (KAPLAN and SHELMIDINE 2010). Both methods for lipoprotein analysis seemed to be suitable for the common marmoset and can be recommended for future investigations. In the controls, older animals showed significantly more LDL and VLDL CHOL, but significantly less HDL TG and n3 FA than younger ones, which points out to a cardiovascular risk rising with age as in humans (CARLSSON et al. 2010). DEX F2 and DEX F3 had significantly higher concentrations of LDL CHOL, significantly lower levels of HDL TG, more total CHOL and a higher ratio of CHOL : HDL CHOL in blood plasma than the controls. Those parameters are well-known human medicine cardiovascular risk factors and the aberrations detected indicate a higher probability of developing cardiovascular diseases (KANNEL et al. 1994, LUSIS et al. 2004, NCEP 2002). Additionally, compared to the controls, all DEX generations F1 to F3 showed significantly lower levels of n3 FA, which are known for their antiinflammatory and cardioprotective effects amongst others (ALONSO et al. 2003, CALDER 2004, KINSELLA et al. 1990). Consequently, prenatal treatment with GC caused an increased risk for cardiovascular diseases in the female offspring F1 up to F3 via alteration of lipid metabolism. This points out to epigenetic effects, which require further investigation.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Fettstoffwechsel 4 2.2 Atherosklerose 7 2.3 Stress in der Schwangerschaft 9 2.4 Der Weißbüschelaffe (Callithrix jacchus) 15 3 Tiere, Material und Methoden 17 3.1 Tiere 17 3.1.1 Vorangegangener Versuch in Göttingen – Pränataler Stress 17 3.1.1.1 Material und Methoden 17 3.1.1.2 Ergebnisse 18 3.1.2 Versuchsgruppen 19 3.1.3 Haltung 20 3.1.4 Ernährung 21 3.1.5 Geburtenkontrolle 22 3.2 Datensammlung 23 3.2.1 Körpergewicht 23 3.2.2 Blutparameter des Fettstoffwechsels 23 3.2.2.1 Probengewinnung 24 3.2.2.2 Lipoproteinanalyse 25 3.2.2.3 Fettsäureanalyse 26 3.3 Statistische Auswertung 27 4 Ergebnisse 28 4.1 Körpergewicht 28 4.2 Blutparameter des Fettstoffwechsels 30 4.2.1 Vergleich der Methoden MU und MD 36 4.2.2 CONTROL YOUNG im Alter von 9 und 19 Monaten 36 4.2.3 Altersabhängigkeit der Parameter bei gesunden Kontrolltieren37 4.2.4 Einfluss pränataler DEX-Gabe auf die Nachkommen F1 bis F3 38 4.2.4.1 Lipoproteine 38 4.2.4.2 Fettsäuren 40 5 Diskussion 41 5.1 Versuchsaufbau 41 5.2 Ergebnisse: Körpergewicht 43 5.3 Ergebnisse: Blutparameter des Fettstoffwechsels 45 5.4 Fazit 47 6 Zusammenfassung 48 7 Summary 50 8 Literaturverzeichnis 52 9 Anhang I 9.1 Buchwald U, Teupser D, Kuehnel F, Grohmann J, Schmieder N, Beindorff N, Schlumbohm C, Fuhrmann H, Einspanier A. Prenatal stress programs lipid metabolism enhancing cardiovascular risk in the female F1, F2, and F3 generation in the primate model common marmoset (Callithrix jacchus). J Med Primatol. 2012;41:231-40. doi: 10.1111/j.1600-0684.2012.00551.x. [Zeitschriftenartikel] I 9.2 Buchwald U, Gassdorf F, Grohmann J, Teupser D, Habla C, Einspanier A. Prenatal dexamethasone application influences parameters of lipid metabolism in the female F2 and F3 generation of common marmoset monkeys (Callithrix jacchus). New Paradigms in Laboratory Animal Science. 2010;33. [Abstract zu einem Vortrag] XXIII 9.3 Buchwald U, Kühnel F, Grohmann J, Teupser D, Einspanier A. Intrauterine Stresshormone beeinflussen den Fettstoffwechsel weiblicher Nachkommen des Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus). Leipzig Research Festival for Life Sciences. 2010;220. ISBN 978-3-9810760-6-6. [Abstract zu einem Poster] XXV Danksagung

Die Implantation einer Blastozyste im Uterus stellt für den maternalen Organismus eine große Herausforderung dar. Neben morphologischen Veränderungen des Endometriums sind Anpassungen auch im Immun- und Gefäßsystem notwendig. Kenntnisse über die verantwortlichen Faktoren für diese Prozesse sind bei Menschen und anderen Primaten noch immer unvollständig. Dabei sind Implantationsstörungen oftmals Ursache von Fruchtbarkeitsproblemen (SHARKEY und SMITH 2003). Besonders im Bereich der assistierten Reproduktion stellen implantationsbedingte Probleme eine Hauptursache für geringe Erfolgsraten dar (APLIN und KIMBER 2004). Das Ziel der Erforschung von Mechanismen im Zusammenhang mit der Implantation ist es, ein besseres Verständnis für die physiologischen und auch pathologischen Vorgänge zu erlangen. In dessen Folge die Erkenntnisse für die Behandlung von Implantationsstörungen genutzt werden könnten. Anhand des in der reproduktionsbiologischen Forschung etablierten Primatenmodells des Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus) wurde in der vorliegenden Arbeit die Expression ausgewählter Faktoren in verschiedenen Zyklusphasen mit dem Schwerpunkt der Implantationsphase untersucht. Dafür wurden zeitlich genau terminierte Uterusproben von konzeptiven und nicht-konzeptiven Tieren entnommen und molekularbiologisch, histologisch und immunhistochemisch analysiert. Erstmals konnte im Uterus von Weißbüschelaffen die zeitliche und räumliche Regulierung von Choriongonadotropin (CG), Östradiolrezeptor-α (ERα), Östradiolrezeptor-ß (ERß), Progesteronrezeptor (PR), Aromatase (ARO), 17β-Hydroxysterois-Dehydrogenase Typ 7 (17β-HSD7) sowie Relaxin (RLN) und Relaxinrezeptor (RXFP1) auf Gen- und Proteinebene in verschiedenen Zyklusphasen in der vorliegenden Vollständigkeit dargestellt werden. Alle in dieser Arbeit untersuchten Faktoren zeigten eine rezeptorspezifische Veränderung der Expressionsmuster, auf räumlicher und zeitlicher Ebene im Verlauf des Implantationsprozesses. Es konnte dargestellt werden, dass die feto-maternale Kommunikation bereits vor dem direkten Kontakt der Blastozyste mit dem Endometrium beginnt. So wurde bei konzeptiven Tieren eine verstärkte Expression von CG, ERα, PR, 17β-HSD7 und RXFP1 in der Implantationsphase nachgewiesen. Diese Faktoren sind geeignete Kandidaten für weiterführende Untersuchungen und Evaluierung von Markern für die Präimplantationsphase und rezeptiven Uteri von Weißbüschelaffen. Die ebenfalls untersuchten Faktoren ERβ, ARO und RLN zeigten Expressionsmuster, welche erst nach der Implantation bei konzeptiven Tieren Unterschiede aufwiesen. Aus diesem Grund sind diese Faktoren nicht als frühe Marker der Implantationsphase geeignet, gleichwohl sie wichtige Funktionen in der Postimplantationsphase übernehmen. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass nicht alleine ein einzelner Faktor eine herausragende Bedeutung im Implantationsprozess hat, sondern vielmehr ein äußerst komplexes Netzwerk von Signalen nötig ist, um eine erfolgreiche Gravidität zu gewährleisten. Die Aufgabe der Steroidrezeptoren ERα und PR liegt in der grundlegenden Bereitstellung eines rezeptiven Uterus während des Implantationszeitfensters. Gleichzeitig erfolgt eine sehr genau koordinierte Regulation dieser Steroidrezeptoren über die lokal produzierten Faktoren CG, ARO, 17β-HSD7, RLN und der Rezeptoren RXFP1 und ERβ. Neben den morphologischen Veränderungen des Endometriums, sind einzelne Faktoren auch bei der Angiogenese und Entwicklung der maternalen Immuntoleranz beteiligt. Es kann demnach davon ausgegangen werden, dass die präzise Regulation dieser Faktoren eine essentielle Voraussetzung für den Erfolg der Implantation und Gravidität ist.

VASA ist ein DEAD-Box-Protein, das in der Keimbahn vorkommt und dem eine essentielle Rolle in der Entstehung und Erhaltung von Keimzellen zugeschrieben wird (Yajima und Wessel 2011a). VASA wurde in jedem bisher untersuchten Organismus in der Keimbahn gefunden (Raz 2000) und ist, da es in Säugetieren als keimzellspezifisch gilt (Castrillon et al. 2000), einer der derzeit meist genutzten Keimzellmarker. Allerdings zeigen neuere Daten aus unkonventionellen Modellorganismen sowie aus Drosophila, dass VASA in diesen Organismen, zusätzlich zu seinen Funktionen in der Keimbahn, noch weitere Funktionen außerhalb der Keimbahn übernimmt. Bisher existieren allerdings keine vergleichbaren Daten, die die Keimzellspezifität von VASA in Säugetieren widerlegen, weshalb VASA hier weiter-hin als spezifischer Keimzellmarker gilt (Alié et al. 2011). Vorarbeiten von Selma Drallé, die in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. rer. nat. R. Behr durchgeführt wurden, ergaben jedoch Hinweise auf eine VASA-Expression in somatischen Zellen des Weißbüschelaffen. In Weiterführung dieser Untersuchungen wurde in der vorliegenden Arbeit eine systematische Expressionsanalyse von VASA in unterschiedlichen Organen des adulten und neugeborenen Weißbüschelaffen durchgeführt. Die Arbeitshypothese hierbei war, dass VASA im Weischbüschelaffen nicht keimzellspezifisch exprimiert wird. Die Untersuchungen erfolgten mittels immunhistochemischer Färbungen, Western Blotting sowie PCR, wobei aufgrund präliminarer Hinweise jeweils Niere, Magen, Leber, Haut und Pankreas des neugeborenen und des adulten Weißbüschelaffen detailliert auf eine VASA-Expression untersucht wurden. Ovar und Hoden adulter Weißbüschelaffen dienten als Positivkontrollen. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten stark auf eine Expression von VASA in der Haut des neugeborenen Weißbüschelaffen hin. Dieser Befund legt nahe, das VASA im neugeborenen Weißbüschel-affen nicht keimzellspezifisch ist und über seine Funktionen in der Keimbahn hinaus noch weitere extragonadale Funktionen innehaben könnte. In den weiteren untersuchten Organen wurde keine VASA-Expression festgestellt; einzelne Befunde, die auf eine VASA-Expression hinwiesen, erwiesen sich als falsch-positiv. In dieser Arbeit wurde zudem eine für C. jacchus noch nicht in der Literatur beschriebene Splice-Variante von VASA im Ovar und im Hoden vom adulten Weißbüschelaffen gefunden, der das Exon 7 fehlt und die zudem modifizierte N- und/oder C-Termini aufweisen könnte. Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass VASA im Weißbüschelaffen auch außerhalb der Keimbahn exprimiert wird und somit in dieser Spezies kein spezifischer Keim-zellmarker ist. Um diese Frage jedoch abschließend zu klären, sollten sich weitere Untersuchungen anschließen, um die in dieser Arbeit gezeigten Befunde zu untermauern.

Einleitung: Der Einfluss von Stress während der Schwangerschaft auf den Fetus lässt sich auch postnatal bis in das Erwachsenenalter und teilweise sogar bis in nachfolgende Generationen nachweisen. Eine Vielzahl an Störgrößen erschwert es enorm, beim Menschen konkrete Kausalitäten auszuarbeiten. Mit dem Weißbüschelaffen steht ein humanrelevanter Modellorganismus zur Verfügung, der eine dem Menschen sehr ähnliche Situation in Bezug auf die Physiologie der Trächtigkeit sowie der männlichen Reproduktion bietet, gleichzeitig jedoch einen hohen Grad der Standardisierung ermöglicht. Ziele der Untersuchungen: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten ausgewählte Faktoren des Reproduktionssystems in den Hoden adulter Weißbüschelaffen mittels qPCR und Immunhistochemie nachgewiesen und auf Zellebene lokalisiert werden. Weiterhin sollte ermittelt werden, ob die nachgewiesenen Proteine durch pränatalen Stress beeinflusst werden. Ziel des zweiten Teils der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob und in welcher Form sich ein standardisierter pränataler Stressreiz postnatal auf ausgewählte Parameter der männlichen Reproduktion des Weißbüschelaffen bis hin zur F3-Generation auswirken kann. Tiere, Material und Methoden: Trächtige Weißbüschelaffen wurden von Trächtigkeitstag 42 bis 48 (EDEX) bzw. Trächtigkeitstag 90 bis 96 (LDEX) täglich mit 5 mg Dexamethason (DEX) pro kg Körpergewicht per os behandelt. Eine Kontrollgruppe (C) erhielt während der gesamten Trächtigkeit keine Glucocorticoide. Von den adulten männlichen Nachkommen der F1-Generation wurden 9 (C), 8 (EDEX) und 9 (LDEX) jeweils tiefgefrorene Hoden auf 12 Transkripte aus den Gruppen der Enzyme der Steroidbiosynthese, der Steroidrezeptoren, des Relaxinsystems und der Proliferationsmarker mittels qPCR quantitativ untersucht. Die jeweils kontralateralen Hoden waren in Paraformaldehyd fixiert worden und wurden parallel auf Proteinebene mittels Immunhistochemie (IHC) untersucht. Für den zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden die jeweils in maternaler Linie weitergezüchteten Männchen der DEX F2 (n = 2) und DEX F3 (n = 3) auf relevante Parameter der Reproduktionsfähigkeit hin untersucht: Die Größe der Hoden wurde im Frühling, im Sommer und im Winter gemessen, Blutplasma¬proben an einem Tag im Sommer um 8 Uhr, 12 Uhr und 16 Uhr sowie an einem Tag im Winter um 8 Uhr entnommen und daraus mittels ELISA die Konzentration von Testosteron sowie teilweise von 17β Östradiol ermittelt; Ejakulate wurden durch penile Vibrostimulation (PVS) gewonnen und computergestützt untersucht. Alle Ergebnisse wurden jeweils mit mindestens elf unbehandelten männlichen Tieren derselben Kolonie verglichen. Ergebnisse: Alle untersuchten für die männliche Reproduktion relevanten Proteine konnten in den Hoden der F1 nachgewiesen werden. In den Hoden der EDEX F1 und der LDEX F1 war auf Proteinebene jeweils einzig die Steroid-5α-Reduktase 1 (SRD5A1) gegenüber C erhöht. Auf Genebene waren von den untersuchten Transkripten nur in den Hoden der EDEX F1 die SRD5A1, SRD5A2 und Ki 67 jeweils signifikant gegenüber C aufreguliert. Die Hodengröße änderte sich nicht signifikant im Jahresverlauf. Im Tagesverlauf konnte ein signifikanter Anstieg der Testosteronkonzentration im Blutplasma zwischen 8 Uhr und 12 Uhr ermittelt werden. Jedoch konnte kein signifikanter Unterschied zwischen Testosteronkonzentration im weiteren Tageszeitenvergleich, im Sommer und Winter und in Relation zum Alter festgestellt werden. Darüber hinaus bestand keine Korrelation zwischen Testosteron- und 17β Östradiol¬konzentration aus denselben Blutproben. Der Vergleich aller im Zusammenhang mit der PVS erhobenen Parameter zwischen DEX F2/F3 und C ergab, dass einzig die Erfolgsrate der PVS in DEX F2/F3 niedriger lag als in C. Der versuchsgruppen-übergreifende Vergleich aller Ejakulate zwischen den Altersgruppen ergab bei jung adulten Tieren einen signifikant höheren Anteil an motilen Spermien sowie eine signifikant schlechtere Erfolgsrate der PVS gegenüber adulten Tieren. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit geben Hinweise darauf, wie sich Stress während der Trächtigkeit beim Weißbüschelaffen auf die Nachkommen auswirken könnte: In DEX F1 sind wichtige Voraussetzungen für eine funktionierende Testosteron-Biosynthese sowie die Vermittlung von Testosteron- und Östrogen-mediierten Signalen im Hoden gegeben, möglicherweise sogar in verstärkter Weise. Darüber hinaus bestätigen diese Ergebnisse die Humanrelevanz des Weißbüschelaffen als Modell¬organismus zum männlichen Reproduktionssystem. In DEX F2/F3 könnte die niedrige Erfolgsrate der PVS ein Hinweis auf verminderte Konzentrationsfähigkeit in den auf intra¬uterinen Stress folgenden Generationen sein. Jedoch unterscheiden sich die meisten erhobenen reproduktions-physiologisch bedeutsamen Parameter nicht zwischen DEX F2/F3 und C.:1 EINLEITUNG 2 LITERATURÜBERSICHT 2.1 Glucocorticoide und Stress während der Trächtigkeit 2.2 Relevante Hormone der Reproduktion und ihre Biosynthese 2.2.1 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 2 2.2.2 Testosteron und Androgenrezeptor 2.2.3 Steroid-5α-Reduktasen 2.2.4 Aromatase 2.2.5 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 7 2.2.6 Östradiol und Östrogenrezeptoren 2.2.7 Relaxinsystem 2.2.8 Proliferationsfaktoren 2.3 Weißbüschelaffen 2.3.1 Allgemeines zu Weißbüschelaffen 2.3.2 Reproduktionsbiologie der männlichen Weißbüschelaffen 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 3.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 3.1.1 Versuchsaufbau (DEX) im DPZ 3.1.2 qPCR an DEX F1 Hoden 3.1.3 Immunhistochemie an Hoden der DEX F1 3.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/DEX F3 3.2.1 Herkunft der Weißbüschelaffen 3.2.2 Haltung der Weißbüschelaffen 3.2.3 Bestimmung der Hodengrößen und des Körpergewichtes 3.2.4 Blutentnahmen und Hormonbestimmungen mittels ELISA 3.2.5 Penile Vibrostimulation 3.3 Statistische Auswertung 4 ERGEBNISSE 4.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 4.1.1 qPCR der Hoden der F1 4.1.2 Immunhistochemie der Hoden der DEX F1 4.1.2.1 Enzyme der Steroidbiosynthese 4.1.2.2 Steroidrezeptoren 4.1.2.3 Relaxinsystem 4.1.2.4 Proliferationsmarker 4.1.3 Zusammenfassung der Ergebnisse des Versuchsteils I – ex vivo DEX F1 4.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/F3 4.2.1 Hodengrößen 4.2.2 Testosteron 4.2.3 Ejakulatanalyse 4.2.4 Zusammenfassung der Ergebnisse des Versuchsteils II – in vivo DEX F2/F3 5 DISKUSSION 5.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 5.1.1 Vergleichende Diskussion der Ergebnisse auf Gen- und Proteinebene in den Hoden der F1 5.1.1.1 Relevante Enzyme der Testosteronbiosynthese 5.1.1.2 Steroidrezeptoren 5.1.1.3 Das Relaxinsystem 5.1.1.4 Proliferationsfaktoren 5.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/F3 5.2.1 Hodengrößen 5.2.2 Testosteron 5.2.3 Ejakulatanalyse 5.3 Schlussbetrachtung 6 ZUSAMMENFASSUNG 7 SUMMARY 8 Literaturverzeichnis 9 ANHANG 10 DANKSAGUNG / Introduction: The impact of prenatal stress can also be detected in the grown-up offspring and partly even in following generations. There are many interfering variables that make it nearly impossible to establish precise correlations in humans. However, the common marmoset is a model organism very similar to humans with respect to the physiology of pregnancy as well as to male reproduction. In addition to that, the possibility of a high-grade standardisation is extremely advantageous. Objective: The first part of this work aimed at detecting selected factors of the reproductive system in testes of adult common marmosets by qPCR and immunohistochemistry, and localising them at the cellular level; both were directed at clarifying whether or not the target proteins respond to prenatal stress. The second part aimed at determining in which form and to what extent standardised prenatal stress affects selected parameters of male reproduction up to the F3-generation in the common marmoset. Animals, materials and methods: Pregnant common marmosets were treated daily with a dose of 5 mg dexamethasone (DEX) per kg body weight per os on gestational days 42 to 48 (EDEX) and gestational days 90 to 96 (LDEX). A control group (C) received no glucocorticoid treatment during pregnancy at all. By qPCR, 12 transcripts from the groups of steroidogenic enzymes, steroid receptors, the relaxin system and the proliferation markers were quantitatively analysed in 9 (C), 8 (EDEX) und 9 (LDEX) frozen testes of F1 generation adult male offspring. Respective contralateral testes had been fixed in paraformaldehyde and were analysed on protein level by immunohistochemistry (IHC). In the second part of this work, males of DEX F2 (n = 2) and DEX F3 (n = 3), each bred in the maternal line, were analysed for relevant parameters of reproduction ability: testes were measured in spring, summer, and winter; blood plasma samples were taken on one day in summer at 8 a.m., 12 noon and 4 p.m. as well as on a day in winter at 8 a.m. and subsequently analysed by ELISA for testosterone and partly 17β oestradiol; ejaculates have been gathered by penile vibrostimulation (PVS) and were tested by computer-assisted sperm analysis. All results were compared with those on at least 11 untreated male common marmosets of the same colony. Results: Each of the targeted proteins relevant for male reproduction was detected in testes of F1. At the protein level only steroid 5α-reductase 1 (SRD5A1) was enhanced expressed in testes of EDEX F1, and LDEX F1 compared to C. At the gene level, SRD5A1, SRD5A2 and Ki 67 were each enhanced expressed compared to C, but in testes of EDEX F1 only. Testis size did not vary significantly during the course of the year. During the course of the day there was a significant rise of the testosterone concentration in blood plasma between 8 a.m. and 12 noon. However, there was no significant difference in the testosterone concentration during other times of the day, nor between summer and winter or in relation to the age of the monkeys. Furthermore there was no correlation between the testosterone and the 17β oestradiol concentrations in the same blood samples. Comparisons of all measured PVS parameters between DEX F2/F3 and C gave a lower success rate of PVS in DEX F2/F3 as the only difference. Comparisons of the ejaculates between age groups irrespective of the DEX classification revealed that young adult common marmosets possess a significantly higher percentage of motile sperms as well as a significantly lower success rate of PVS compared to adult monkeys. Conclusions: The results of this study suggest how stress during pregnancy could influence subsequent generations in the common marmoset: in DEX F1, important requirements of active testosterone biosynthesis as well as of mediation of testosterone and oestrogen signals in testis are met, possibly even enhanced. In addition, these results confirm the relevance of the common marmoset as a model organism for human male reproduction. In DEX F2/F3, the low success rate of PVS might indicate a reduced capability to concentrate in generations following intrauterine stress on F1. Yet, most of the tested parameters pertinent to reproduction physiology do not differ between DEX F2/F3 and C.:1 EINLEITUNG 2 LITERATURÜBERSICHT 2.1 Glucocorticoide und Stress während der Trächtigkeit 2.2 Relevante Hormone der Reproduktion und ihre Biosynthese 2.2.1 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 2 2.2.2 Testosteron und Androgenrezeptor 2.2.3 Steroid-5α-Reduktasen 2.2.4 Aromatase 2.2.5 17β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 7 2.2.6 Östradiol und Östrogenrezeptoren 2.2.7 Relaxinsystem 2.2.8 Proliferationsfaktoren 2.3 Weißbüschelaffen 2.3.1 Allgemeines zu Weißbüschelaffen 2.3.2 Reproduktionsbiologie der männlichen Weißbüschelaffen 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 3.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 3.1.1 Versuchsaufbau (DEX) im DPZ 3.1.2 qPCR an DEX F1 Hoden 3.1.3 Immunhistochemie an Hoden der DEX F1 3.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/DEX F3 3.2.1 Herkunft der Weißbüschelaffen 3.2.2 Haltung der Weißbüschelaffen 3.2.3 Bestimmung der Hodengrößen und des Körpergewichtes 3.2.4 Blutentnahmen und Hormonbestimmungen mittels ELISA 3.2.5 Penile Vibrostimulation 3.3 Statistische Auswertung 4 ERGEBNISSE 4.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 4.1.1 qPCR der Hoden der F1 4.1.2 Immunhistochemie der Hoden der DEX F1 4.1.2.1 Enzyme der Steroidbiosynthese 4.1.2.2 Steroidrezeptoren 4.1.2.3 Relaxinsystem 4.1.2.4 Proliferationsmarker 4.1.3 Zusammenfassung der Ergebnisse des Versuchsteils I – ex vivo DEX F1 4.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/F3 4.2.1 Hodengrößen 4.2.2 Testosteron 4.2.3 Ejakulatanalyse 4.2.4 Zusammenfassung der Ergebnisse des Versuchsteils II – in vivo DEX F2/F3 5 DISKUSSION 5.1 Versuchsteil I – ex vivo Hoden DEX F1 5.1.1 Vergleichende Diskussion der Ergebnisse auf Gen- und Proteinebene in den Hoden der F1 5.1.1.1 Relevante Enzyme der Testosteronbiosynthese 5.1.1.2 Steroidrezeptoren 5.1.1.3 Das Relaxinsystem 5.1.1.4 Proliferationsfaktoren 5.2 Versuchsteil II – in vivo DEX F2/F3 5.2.1 Hodengrößen 5.2.2 Testosteron 5.2.3 Ejakulatanalyse 5.3 Schlussbetrachtung 6 ZUSAMMENFASSUNG 7 SUMMARY 8 Literaturverzeichnis 9 ANHANG 10 DANKSAGUNG