The structure and development of male gonad in mice with hereditary defect of copper metabolism.

Celem niniejszej pracy była analiza budowy histologicznej gonady męskiej młodych myszy z mutacją mosaic i określenie wpływu defektu metabolizmu miedzi na budowę i rozwój jąder osobników ms/-. Mutacja mosaic należy do grupy mutacji locus mottled, i związana jest z defektem w genie Atp7a. Myszy obarczone mutacjami z grupy motteld są zwierzęcym modelem różnych odmian choroby Menkesa. Dysfunkcja w białku ATP7A powoduje upośledzenie wchłaniania miedzi w jelicie cienkim i jej prawidłowej dystrybucji w organizmie. Prowadzi to do nadmiernej akumulacji tego pierwiastka w niektórych narządach, przy jego ogólnym niedoborze. Jednym z organów wykazujących tendencję do gromadzenia miedzi są jądra mutantów ms/-, przy czym jest to cecha zależna od wieku.Badania przeprowadzone w Zakładzie Genetyki i Ewolucjonizmu UJ w ciągu ostatnich 10 lat jako pierwsze dostarczyły informacji na temat wpływu mutacji genu Atp7a na układ rozrodczy myszy. Do tej pory analizowano zmiany zachodzące w jądrach 14-dniowych i dojrzałych osobników ms/-. W obecnej pracy badano strukturę jąder mutantów 5-, 7-, 9- i 12-dniowych w porównaniu z budową gonad samców o genotypie dzikim pochodzących z tych samych grup wiekowych. W jądrach samców mosaic wykazano m.in. luźną strukturę tkanki interstycjalnej oraz występowanie lezji w jej obrębie, opóźnienie przebiegu spermatogenezy oraz nasiloną i przyspieszoną wczesna falę apoptozy komórek germinalnych. Świadczy to o występowaniu nieprawidłowości w budowie i rozwoju jąder powstałych na skutek zaburzeń w metabolizmie miedzi. Ma to prawdopodobnie związek z niedostępnością tego pierwiastka dla wielu istotnych procesów komórkowych. Jednocześnie, na patologie występujące w jądrach może mieć wpływ toksyczne działanie nadmiaru miedzi i towarzyszący mu niedobór cynku.

The aim of this study was to analyze histological structure of young mosaic male gonads and examine defective copper metabolism effect on structure and development of ms/- mutants testis. The mosaic belongs to the group of the mottled mutation in mice. which is related with failure in Atp7a gene. A dysfunction in ATP7A protein causes wrong copper absorption in small intestine and its faulty distribution in whole body. It leads to accumulation of Cu in some organs with concomitant general copper deficiency. One of the organs with tendency to copper accumulation are testis and this process is age-dependent. The results of the experiment which were carried out in the Department Of Genetics and Evolution of Jagiellonian University in last decade gave prime information about Atp7a mutation effect on mice reproductive system. However, till now only changes in testis of 14 days old and mature mutants were analyzed. In the present study it was examine the structure of the testis of the 5, 7, 9 and 12 days old mutants in comparison with the gonads structure of the same age control +/- mice. In the groups of the mosaic males it was found: loose interstitial tissue structure with lesion, retardation of spermatogenesis and increase of the intensity of the early wave of germinal cells apoptosis. Obtained results indicate that disorders in copper metabolism in the mosaic mutants affect the structure and development of testis. It is probably involved in deficiency of this element for essential cellular processes. It can be also caused by the copper excess toxicity and the accompanying zinc deficiency.