The epididymis is a single, highly convoluted tubule linking the efferent ducts of the testis to the vas deferens. It is the site where sperm mature, acquiring forward motility and fertilizing ability. Spermatozoal maturation is the result of complex, dynamic interactions between spermatozoa and the highly specialized, continuously changing luminal microenvironment established by the epididymal epithelium. Regionalized gene expression is paramount to the establishment of this microenvironment. The goal of this thesis was to examine the ID family of transcriptional regulators in the epididymis and their role in male-mediated reproduction. The first objective was to establish the longitudinal expression profiles and cellular distribution of the four IDs along the epididymis and how expression was affected by orchidectomy and by aging. IDs display unique longitudinal expression profiles along the tissue, having highly regionalized expression, and are primarily expressed in non-overlapping cell types. While aging resulted in no noticeable effect, we observed that the expression of ID3 is differentially regulated in response to orchidectomy along the tissue. The next objective was to determine the functional consequences of Id3 deficiency (Id3tm1Cmu/Id3tm1Cmu) on epididymal histology and gene expression, as well as spermatozoal counts and motility parameters. Although Id3 deficiency had no noticeable impact on epididymal histology, the targeted mutation altered several sperm motility parameters. We undertook genome-wide expression profiling to elucidate region-specific effects and found that the predominant effect of the Id3 null mutation is in the cauda epididymidis, where the expression of many transcription factors was significantly affected. The final objective was to assess the fertility status and progeny outcome of animals deficient in Id3. Matings with Id3-/- males resulted in abnormal reproductive outcomes and developmental phenotypes in gestational day 18 fetuses. These were characterized by an elevated rate of fetal death, reduced body weights of live fetuses, a higher rate of external malformations, and aberrant skeletal development. Collectively, these studies indicate that Id3 may contribute to the molecular basis of regionalized gene expression in the epididymis, provide novel insights into the role of Id3 in male-mediated reproduction, and afford new perspectives for future avenues of research. / L'épididyme est un tubule unique, replié maintes fois sur lui-même, reliant les canaux efférents des testicules au canal déférent. L'épididyme est le site de maturation des spermatozoïdes; là où ils acquièrent leur mobilité et leur habileté à fertiliser. Cette maturation est le résultat d'une dynamique complexe d'interactions entre les spermatozoïdes et un microenvironnement hautement spécialisé, continuellement entretenu par l'épithélium de l'épididyme. L'expression régionalisée des gènes de cet organe est primordiale pour le maintien de ce microenvironnement. Le but de ces travaux de thèse était d'étudier la famille des régulateurs de transcription que sont les inhibiteurs de liaison à l'ADN (IDs), dans l'épididyme ainsi que leur rôle en reproduction mâle. Le premier objectif, était d'établir le profil d'expression longitudinal et cellulaire des IDs dans l'épididyme et d'observer comment l'orchidectomie et l'âge pouvaient affecter ces profils d'expression et de localisation. Les protéines IDs montrent une expression longitudinale unique le long du tissu, un profil régionalisé précis, et sont exprimées dans des cellules différentes. Alors que l'âge ne montre aucun effet notable, nous avons observé que l'expression de la protéine ID3 est modifiée après orchidectomie dans l'ensemble de l'épididyme. Le second objectif était de déterminer les conséquences fonctionnelles d'une déficience en ID3 (Id3tm1Cmu/Id3tm1Cmu) sur l'histologie et sur les profils d'expression génétique de l'épididyme, ainsi que les paramètres de numération et de mobilité des spermatozoïdes. Bien que la déficience en ID3 n'ait aucun impact histologique, la mutation affecte les paramètres de mobilité des spermatozoïdes. Pour élucider l'effet de la mutation sur le profil régionalisé d'expression des gènes, nous avons entrepris une analyse du profil d'expression génomique et avons mis en évidence que l'effet de la mutation prédomine dans la partie caudale de l'épididyme, là où l'expression de plusieurs facteurs de transcription était affectée. Enfin, le dernier objectif était d'évaluer la fertilité et la descendance des animaux déficients en ID3. La descendance des souris mâles Id3-/- et leurs phénotypes développementaux sont anormaux. Ces derniers étant caractérisés par un taux élevé de mort fœtale, un poids de naissance faible, un taux de malformations externes anormalement haut, et un développement du squelette anormal. L'ensemble de ces études indique que ID3 contribuerait à la base moléculaire de l'expression régionalisée des gènes de l'épididyme, fournit de nouvelles données sur le rôle de ID3 en reproduction chez le mâle, et offre de nouvelles perspectives pour de futures pistes de recherche.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106287 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Carroll, Michelle |
| Contributors | Bernard Robaire (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Pharmacology & Therapeutics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0027 seconds