Endocrine control of vitellogenin secretion in the river lamprey, Lampetra fluviatilis:: Are there parallels to higher vertebrates?

K. R. MEWES, Institut für Zoologie, Universität Mainz, D-55099 Mainz

Bei allen eierlegenden höheren Vertebraten spielt 17b-Estradiol (E2) eine entscheidende Rolle in der Induktion und Regulation der Vitellogeninsynthese. Das in der Leber weiblicher Tiere gebildete Vitellogenin (Vg) wird von den reifenden Oocyten aufgenommen und zu Vitellin umgebaut. Unter experimentellen Bedingungen sind auch männliche Tiere in der Lage, das weibchenspezifische Vitellogenin herzustellen. Nach Injektionen mit E2 reagierten unter anderem die Lebern von männlichen Vögeln (Deeley RG 1975: Biol Chem 250, 9060), Amphibien (Wallace RA 1970: Biochim Biophys Acta 215, 176) und Knochenfischen (Hara A 1993: Zool Sci 10.2, 245) mit der Synthese und Sekretion des Proteins. Bisher war unklar, inwieweit die Vitellogeninsynthese auch bei Flußneunaugen (Lampetra fluviatilis, Acrania, Cyclostomata) von 17b-Estradiol abhängig ist. Bei geschlechtsreifenden Weibchen macht es das gleichzeitige Vorkommen dieses Hormons und der Vitellogeninsynthese schwer, die Frage nach dem Kausalzusammenhang im Auftreten beider Komponenten zu beantworten. Daher scheint es aufschlußreicher, die Wirksamkeit des E2 auf die Männchen hinsichtlich der Vg-Synthese zu überprüfen. Männliche Tiere erhielten im März i.p. 2 Injektionen E2 (100 µg bzw. 500 µg pro Tier). Das vor der ersten und 7 Tage nach der 2. Injektion gewonnene Blutplasma wurde verschiedenen immunbiochemischen Analysen unterzogen. Im Immunodoppeldiffusionstest bildeten weibliche und E2-induzierte männliche Plasmaproteine Präzipitinbanden gegen anti-Vitellin-(aV)-Antiserum, die ohne Spornbildung ineinander übergehen. Eine partielle Spornbildung, als Nachweis von Strukturunterschieden, trat auf, wenn die Plasmaproteine und gereinigtes Vitellin gegen das Antiserum diffundierten. Nach der elektrophoretischen Auftrennung unter nativen Bedingungen und anschließendem Immunoblot wiesen die E2-injizierten männlichen Neunaugen zwei hochmolekulare Komponenten im Blut auf, die mit dem Antiserum reagierten. Sie hatten den gleichen Rf-Wert wie die zwei Komponenten aus weiblichem Plasma. Diese Plasmabestandteile fehlten männlichen Tieren vor der Steroidbehandlung sowie nur mir Walnußöl behandelten Kontrolltieren. Nach der E2- Behandlung wurden Gefrierschnitte von Lebergewebe angefertigt. Mit dem aV-Antiserum konnte Vitellogenin in Lebern männlicher behandelter und weiblicher Tiere nachgewiesen werden, während das Gewebe der Kontrolltiere keine Reaktion zeigte. Die Analysen zeigen, daß 17b-Estradiol die Sekretion mindestens eines weibchenspezifischen Proteins in männlichen Flußneunaugen induzieren kann. Folgende Kriterien sprechen dafür, daß es sich hierbei um Vitellogenin(e) handelt: Das Protein ist immunologisch und aufgrund seiner elektrophoretischen Eigenschaften identisch mit einer Plasmakomponente geschlechtsreifer Weibchen, es kreuzreagiert mit einem gegen Vitellin gezogenen Antiserum, es ist im Lebergewebe nachweisbar, und es fehlt in unbehandelten Männchen. Offenbar wird auch schon in diesen entwicklungsgeschichtlich alten Vertebraten die Vitellogeninsynthese endokrin gesteuert. Es handelt sich also um ein Merkmal, das allen oviparen Vertebraten gemein ist.

Der Dr. Feldbausch-Stiftung der Universität Mainz danke ich für die Unterstützung bei der Beschaffung der Tiere.

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