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Luiz Renato de FrancaRafael Henrique Nobrega2019-08-11T05:24:08Z2019-08-11T05:24:08Z2011-03-25http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8NGMC8A espermatogênese é um complexo processo de desenvolvimento celular no qual um pequeno número de espermatogônias tronco (SPGTs) origina um grande número de espermatozóides, os quais, como vetores gênicos, são capazes de propagar as o genoma da espécie. Este processo ocorre continuamente durante toda a vida reprodutiva do animal, devido ao potencial destas células de se auto-renovarem para manter seu número, ou de se diferenciarem em células-filhas que originarão espermatozóides. O balanço adequado entre estes dois processos é fundamental para a homeostase da espermatogênese, e sua regulação ocorre em locais específicos dos túbulos seminíferos denominados nichos espermatogoniais. Uma vez que a biologia da SPGT é desconhecida para um grande número de espécies, o presente estudo teve como objetivo inicial caracterizar, tanto do ponto de vista morfológico quanto funcional, as SPGTs em zebrafish (Danio rerio), o nicho espermatogonial, e por fim padronizar as técnicas de transplante de SPGTs para esta espécie. Duas populações de espermatogônias isoladas (Aund* e Aund) foram identificadas morfologicamente como potenciais candidatos a células tronco. Utilizando zebrafish vasa::egfp e a capacidade das células tronco em reter BrdU (5- bromo-2'-deoxiuridina) por longo período de tempo, observamos que o nicho espermatogonial se localiza próximo ou adjacente ao compartimento intersticial, sugerindo que a regulação deste nicho em zebrafish depende, pelo menos em parte, de hormônios e fatores parácrinos provenientes das células do compartimento intertubular. Através das técnicas de transplante de espermatogônias, as quais foram padronizadas com sucesso no presente estudo para o zebrafish, demonstramos que a fração celular enriquecida de Aund* e Aund foi capaz de colonizar os túbulos seminíferos, cuja espermatogênese endógena foi depletada com busulfan, e originar cistos de espermatogônias do tipo B e espermatócitos, 3 semanas pós-transplante. Além disso, quando transplantadas em fêmeas, estas espermatogônias foram capazes de se diferenciarem em oócitos. Desta forma, comprovamos o potencial tronco e a plasticidade destas espermatogônias. Os perfis hormonais e de expressão gênica dos testículos depletados antes do transplante sugerem que os elevados níveis de andrógenos, associados à baixa expressão do amh e elevada do igf3 (igf1b), podem ter contribuído para a criação de microambiente no nicho do animal receptor que propicia a diferenciação, ao invés de colonização/auto-renovação. Esta condição de pró-diferenciação pode ter interferido no comportamento das SPGTs transplantadas. Em síntese, o presente estudo mostra que o zebrafish representa um interessante modelo experimental para se estudar a biologia da SPGT em peixes.Spermatogenesis is a complex cellular developmental process, in which a small population of spermatogonial stem cells (SSCs) generates a large number of spermatozoa that act as genome vectors by propagating a species. In many species, the spermatogenic process occurs continuously or repeatedly during the adult male lifespan due to the capability of the SSCs to either self-renewal to maintain their number, or to differentiate into daughter cells that eventually will form spermatozoa. The proper balance between these two pathways is crucial for the spermatogenic homeostasis, and this balance is tightly regulated in the specific regions of the seminiferous tubules that house the SSCs, which are referred to as stem cell niche. Since the biological properties of SSCs are unknown for several species, the present study first aimed at characterizing the SSCs and their niche in zebrafish (Danio rerio) by morphological and functional means. Subsequently, we aimed at developing a SSC transplantation technique for this species. Two populations of single spermatogonia (Aund* and Aund) were identified in zebrafish testis as candidate SSCs. Using vasa::egfp transgenic zebrafish and stem cell properties, such as to retain a BrdU-label for extended periods of time, we have localized the SSC niche in zebrafish as being preferentially located close to the interstitial compartment. This suggests that hormones and/or paracrine factors from interstitial cells or molecules derived from the interstitial vasculature, might play important roles in the regulation of the SSC niche. Using SSC transplantation techniques, which were successfully developed and standardized in zebrafish, we have shown that germ cell fractions enriched in Aund* and Aund were able to colonize busulfan-depleted seminiferous tubules of recipient males and develop into cysts of type B spermatogonia and spermatocytes three weeks after transplantation. Moreover, type Aund spermatogonia differentiated into oocytes when transplanted into zebrafish ovaries. Therefore, we have shown both the stemness and the sexual plasticity of type Aund spermatogonia, and hence the presence of SSCs in this population of germ cells in the zebrafish testes. Hormonal and gene expression profiles from busulfan-depleted testes before transplantation indicate that higher androgen levels combined with the down-regulation of amh and up-regulation of igf3 (igf1b) might have created a particular environment (niche), in which the balance of signaling molecules was shifted towards favoring SSC differentiation over their self-renewal. This pro-differentiation condition might have influenced the fate of the donor SSC after transplantation. In summary, the present work suggests that zebrafish might represent an interesting model for studying the SSC cell biology in teleost fish.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEspermatogenese em animaisEspermatogôniasBiologia celularDanio zebraPeixeTeleosteos MorfologiaCélulas tronco TransplanteTransplante de espermatogônias troncoPeixes teleósteosEspermatogêneseZebrafishEspermatogônias-troncoPadronização das técnicas de transplante de espermatogônias em Zebrafish (Danio rerio) e utilização desta espécie como modelo experimental para se investigar a biologia das espermatogônias tronco em teleósteosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_rafael_nobrega.pdfapplication/pdf24404171https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8NGMC8/1/tese_rafael_nobrega.pdf3105e47c67a0201b9fa3d7b1891987b0MD51TEXTtese_rafael_nobrega.pdf.txttese_rafael_nobrega.pdf.txtExtracted texttext/plain119875https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8NGMC8/2/tese_rafael_nobrega.pdf.txtb21a527a9113fc70d8f2e92c4e66d48fMD521843/BUOS-8NGMC82019-11-14 04:13:40.452oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-8NGMC8Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T07:13:40Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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