Controlled Hippo signaling pathway in AMH (anti-Müllerian hormone) mediated folliculogenesis

Abstract

항-뮐러 호르몬 (AMH) 으로 알려진 뮐러 억제 물질 (MIS) 은 배아 발생 중 성 분화와 난소의 난포 모집에 중요한 요소이다. AMH는 난포 자극 호르몬 (FSH) 에 대한 민감도를 감소시키고, 원시 난포를 일차 난포로 모집함으로써 FSH 의존성 난포 성장을 억제한다. Hippo 신호전달 경로는 기관의 크기를 조절하는 인자 중 하나로, 최적의 기관 크기를 유지하는 데 필수적이며, 인산화효소 연쇄반응에 작용하는 여러 음성 성장 조절자로 구성된다. Hippo 경로가 활성화되면, MST 1/2는 LATS 1/2를 인산화하여 활성화시킨다. 활성화된 LATS1/2는 Hippo의 주요 효과자인 전사 조절자 YAP과 WWTR1 (TAZ) 을 인산화하여 비활성화한다. 반면, Hippo 경로가 비활성화되면, 탈인산화된 YAP/TAZ가 핵으로 이동하고, TEAD 전사 인자와 결합하여 표적 유전자 전사를 증가시킨다. 증가된 표적 유전자의 발현은 세포 증식, 생존 및 자가 재생을 촉진하며, 세포자멸사를 억제한다. 난소에서 YAP1의 일시적인 활성화는 난포 성장을 촉진할 수 있으며, LATS1은 원시 난포 수를 유지하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 시험관 내에서 난소의 단편화는 Hippo를 비활성화하여 YAP의 핵 전위로 이어지고, 과립막 세포 증식을 촉진하는 표적 유전자 발현을 증가시킨다. AMH와 Hippo 경로 모두 난포 활성화와 성장에 관여하지만, 현재까지 AMH와 Hippo 사이의 상호작용에 대한 증거는 부족하다. 본 연구에서는 난소 절제 모델과 Amh 유전자 제거 모델을 이용하여 난포형성에서 AMH와 Hippo 경로의 관계를 조사하였다. Yap, Taz의 발현 변화와, Ctgf, Areg, Id1 및 Ddit4의 발현 변화를 조사하고, 조직학적으로 분석하였다. 생쥐 난소를1/3 절단하자, 난소의 무게는 야생형과 Amh 유전자 제거 생쥐 모두에서 시간에 따라 증가했다. Amh 유전자 제거 난소에서는 무게 증가가 야생보다 더 느렸다. 절제 후, YAP/TAZ의 단백질 발현이 유의하게 증가했지만, 그 수준은 야생형보다 Amh 유전자 제거 난소에서 더 낮았다. 이와 동시에 부분 절제된 난소에서 2차 및 3차 난포의 수가 유의하게 증가했다. 이러한 결과는 AMH가 Hippo 신호 전달 매개체의 발현과 관련이 있음을 시사한다.|Müllerian inhibiting substance (MIS) known as Anti-Müllerian hormone (AMH) is a critical factor for sex differentiation during embryogenesis and for follicle recruitment in ovary. MIS inhibits follicle stimulating hormone (FSH) dependent follicle growth by reducing sensitivity to FSH and the recruitment of primordial follicle to primary follicle. On the other hand, primordial follicle activation is observed in ovarian tissue piece along with Hippo signaling activation that is known as one of the organ size regulating factors. Hippo signaling pathway is essential for maintaining optimal organ size and consist of several negative growth regulators acting on the kinase cascade. When the Hippo pathway is activated, mammalian Ste-20 like kinase (MST) 1/2 phosphorylate large tumor suppressor kinase (LATS) 1/2. LATS1/2 inactivates Yes-associated protein (YAP) and WW domain containing transcription regulator 1 (WWTR1, also known as TAZ) by phosphorylation. When the Hippo pathway is inactivated, the dephosphorylated YAP/TAZ translocates into the nucleus and promotes cell proliferation, survival, and self-renewal by binding to TEA-binding domain family member 1 (TEAD) to increase target gene transcription. Transient activation of YAP1 in ovaries can promote follicular growth, and it has been found that LATS1 plays a role in maintaining the primordial follicle pool. In vitro ovarian fragmentation inactivated Hippo signaling, leading to nuclear translocation of YAP, and increased expression of the YAP target gene, which promotes granulosa cell proliferation and inhibits apoptosis. Even though, both of AMH and Hippo pathway are involved in follicle activation and growth, so far, the evidence for interaction between AMH and Hippo is poor. In this study, the relationship of AMH and Hippo in folliculogenesis was evaluated using ovarian cutting model and Amh knockout model. The expression profiles of YAP, expression of Ctgf, Areg, Id1, and Ddit4 as evaluated and histological analysis. The weight of ovary after cutting was increased in time-dependent manners in both wild and Amh null mice. In Amh null ovary, the increase of their weight were slower than that of wild. There was a significant increase in the expression of YAP/TAZ after ovarian partial resection in mice, but the level was lower in Amh KO ovary than in the wild type. At the same time, the number of secondary and tertiary follicles were significantly increased in partially resected ovary with increased expression level of Hippo signaling pathway components. Though further studies are needed, these results suggest that AMH may be related with the expression of Hippo signal transduction mediators.