Effect of estrous cycle phases on gene expression in bovine oviduct epithelial cells

Antecedentes y Objetivo: El ambiente del oviducto es de particular importancia porque es el sitio de fertilización y desarrollo del embrión. El oviducto, como componente del sistema reproductivo, responde a la hormona ovárica (estradiol [E2] y progesterona [P4]) dependiendo de la fase del ciclo estral. Este estudio tuvo como objetivo dilucidar el efecto del ciclo estral (fases folicular y lútea temprana y tardía) en los patrones de expresión génica en células epiteliales del oviducto bovino (BOEC). Materiales y Métodos: Los oviductos se obtuvieron de animales de matadero sanos, correspondientes a ovarios con folículos dominantes o cuerpo lúteo durante las fases lúteas temprana y tardía. Los BOEC se recuperaron de la istmo (IST) y ampolla (AMP), y los patrones de expresión de genes relacionados con los mecanismos de citocinesis y mitosis (coil en espiral asociado a rho que contiene proteína quinasa y factor de red de comunicación celular 2 [CCN2]), factores de crecimiento (proteína 3 de unión al factor de crecimiento similar a la insulina, receptor del factor de crecimiento epidérmico [EGFR], factor de crecimiento endotelial vascular A y EGFR), mecanismos antioxidantes (glutatión peroxidasa 4 [GPX4]), apoptosis (linfoma de células B 2), complemento componente (C3), metabolismo energético (familia de genes de aldosa reductasa 1-miembro b1 [AKRIB1] y familia de transportadores de solutos 2), receptores de hormonas (receptor de estrógeno 1 y hormona luteinizante/receptor de coriogonadotropina) y glicoproteínas específicas (glucoproteína 1 oviductal). Resultados: Niveles elevados de P4 (fase lútea tardía) afectaron la expresión de genes importantes relacionados con mecanismos antioxidantes (GPX4), metabolismo energético (AKRIB1), factores de crecimiento (IGBP3 y EGFR) y regulación del crecimiento celular (CCN2) en el AMP. Los niveles bajos de P4 (fase lútea temprana) afectaron la expresión de AKR1B1, IGBP3 y CCN2. Además, el estrógeno probablemente tuvo un efecto sobre la expresión de OVPGP en el oviducto bovino. Conclusión: Patrones diferenciales de expresión génica de BOEC en el AMP durante la fase lútea (mecanismos antioxidantes, metabolismo energético, factores de crecimiento y reguladores inmunológicos) y en el IST durante la fase folicular (glucoproteínas) pueden influir en su renovación y proporciones poblacionales, modulando el ambiente del oviducto así como la fisiología de los gametos embriones.

Background and Aim: The oviduct environment is of particular importance because it is the site of fertilization and early embryo development. The oviduct, as a component of the reproductive system, responds to ovarian hormone (estradiol [E2] and progesterone [P4]) stimuli depending on the estrous cycle phase. This study aimed to elucidate the effect of estrous cycle phases (follicular and early and late luteal phases) on gene expression patterns in bovine oviduct epithelial cells (BOECs). Materials and Methods: Oviducts were obtained from healthy slaughterhouse animals, corresponding to ipsilateral ovaries with dominant follicles or corpus luteum during early and late luteal phases. BOECs were recovered from the isthmus (IST) and ampulla (AMP), and the expression patterns of genes related to cytokinesis and mitosis mechanisms (rho-associated coiled-coil containing protein kinase and cellular communication network factor 2 [CCN2]), growth factors (insulin-like growth factor-binding protein 3, epidermal growth factor receptor [EGFR], vascular endothelial growth factor A, and EGFR), antioxidant mechanisms (glutathione peroxidase 4 [GPX4]), apoptosis (B-cell lymphoma 2), complement component (C3), energy metabolism (aldose reductase gene family 1-member b1 [AKRIB1] and solute carrier family 2), hormone receptors (estrogen receptor 1 and luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor), and specific glycoproteins (oviductal glycoprotein 1) were analyzed. Results: High P4 levels (late luteal phase) affected the expression of important genes related to antioxidant mechanisms (GPX4), energy metabolism (AKRIB1), growth factors (IGBP3 and EGFR), and cell growth regulation (CCN2) in the AMP. Low P4 levels (early luteal phase) affected the expression of AKR1B1, IGBP3, and CCN2. In addition, estrogen likely had an effect on OVPGP expression in the cattle oviduct. Conclusion: Differential gene expression patterns of BOECs in the AMP during the luteal phase (antioxidant mechanisms, energy metabolism, growth factors, and immunological regulators) and in the IST during the follicular phase (glycoproteins) may influence their renewal and population proportions, modulating the oviduct environment as well as gamete and embryo physiology.

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https://orcid.org/0000-0001-6792-1961

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