The relationship between proAKAP4 concentration and sperm fertilization ability in mice

Bachelor thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2022

The sperm protein AKAP4 is a highly conserved scaffold protein in mammals. It is responsible for the anchoring of cAMP-dependent protein kinases and plays an essential role in the assembly of the fibrous sheath of the mouse sperm principal piece. AKAP4 and its precursor protein proAKAP4 have been localized in reptiles and different mammalian species, including humans and have been specifically studied in their role in sperm motility and fertilization capacity. Some of these studies showed a positive correlation between proAKAP4 concentration in sperm and sperm motility and fertility, which is why proAKAP4 has been suggested as a possible fertility marker. This study aims to reveal if proAKAP4 could be used as a fertility marker in mice. For this purpose, frozen epididymal mouse sperm samples from four different strains (C57BL6/N, BALB/c, B6D2F1 and SWISS) were thawed and used in in vitro fertilization (IVF) assays. Respective sperm samples were classified as having either a low, medium, or high proAKAP4 concentration, and it was tested whether IVF outcome (two-cell rate and blastocyst rate) was predicted by proAKAP4 concentration group. We hypothesized that there would be a positive relationship between proAKAP4 concentration and sperm fertilization ability and that proAKAP4 might represent a suitable marker for male fertility in mice. We found a significant effect of proAKAP4 concentration group on IVF outcome. Two-cell rates were significantly reduced in the low compared to the medium or high concentration group. We found no difference in IVF outcome between the medium or high concentration group. Thus, our results show that proAKAP4 could be used as an indicator of the fertilization ability in mouse sperm.

Bachelorarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2022

Das Spermienprotein AKAP4 ist ein, in Säugetieren, hochkonserviertes Gerüstprotein. Es ist für die Verankerung von cAMP abhängigen Protein Kinasen verantwortlich und spielt eine wesentliche Rolle bei der Zusammensetzung der fibrösen Hülle des Hauptstück des Mäusespermiums. AKAP4 und sein Vorläuferprotein proAKAP4 wurden in Reptilien, verschiedenen Säugetierarten, inklusive dem Menschen lokalisiert und besonders in ihrer Rolle in der Spermienmotilität und Befruchtungsfähigkeit untersucht. Einige dieser Studien zeigten eine positive Korrelation zwischen der proAKAP4 Konzentration in den Spermien und der Spermienmotilität und -fertilität, weswegen proAKAP4 als möglicher Fertilitäts-Marker vorgeschlagen wurde. Diese Studie soll zeigen, ob proAKAP4 als Fertilitäts-Marker bei Mäusen verwendet werden kann. Dazu wurden gefrorene Mausspermaproben von vier verschiedenen Stämmen (C57BL6/N, BALB/c, B6D2F1 und SWISS) aufgetaut und für in-vitro Fertilisation (IVF) verwendet. Die Spermaproben wurden entsprechend ihrer proAKAP4 Konzentration als niedrig, mittel oder hoch klassifiziert, und es wurde getestet, ob das IVF-Ergebnis (Zweizellrate und Blastozystenrate) von der proAKAP4-Konzentrationsklasse prognostiziert werden kann. Wir stellten die Hypothese auf, dass es eine positive Beziehung zwischen der proAKAP4-Konzentration und der Spermienbefruchtungsfähigkeit geben würde und dass proAKAP4 ein geeigneter Marker für die männliche Fertilität bei Mäusen sein könnte. Wir fanden einen signifikanten Effekt der proAKAP4-Konzentrationsklasse auf die IVF-Ergebnisse. Die Zweizellraten waren in der niedrigen Konzentrationsklasse signifikant geringer als in der mittleren oder hohen Konzentrationsklasse. Wir fanden keine Unterschiede in den IVF-Ergebnissen zwischen der mittleren und der hohen Konzentrationsklasse. Somit zeigen unsere Ergebnisse, dass proAKAP4 als Indikator für die Befruchtungsfähigkeit von Mäusespermien eingesetzt werden könnte.

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