Evidence of the presence of calcium/calmodulin-dependent protein kinase IV in human sperm and its involvement in motility regulation

The mechanisms involved in the regulation of mammalian sperm motility are not well understood. Calcium ions (Ca(2+)) have been suggested to play a key role in the maintenance of motility; nevertheless, how Ca(2+) modulates this process has not yet been completely characterized. Ca(2+) can bind to calmodulin and this complex regulates the activity of multiple enzymes, including Ca(2+)/calmodulin-dependent protein kinases (CaM kinases). Results from this study confirmed that the presence of Ca(2+) in the incubation medium is essential for maintaining human sperm motility. The involvement of CaM kinases in Ca(2+) regulation of human sperm motility was evaluated using specific inhibitors (KN62 and KN93) or their inactive analogues (KN04 and KN92 respectively). Sperm incubation in the presence of KN62 or KN93 led to a progressive decrease in the percentage of motile cells; in particular, incubation with KN62 also reduced sperm motility parameters. These inhibitors did not alter sperm viability, protein tyrosine phosphorylation or the follicular fluid-induced acrosome reaction; however, KN62 decreased the total amount of ATP in human sperm. Immunological studies showed that Ca(2+)/calmodulin-dependent protein kinase IV (CaMKIV) is present and localizes to the human sperm flagellum. Moreover, CaMKIV activity increases during capacitation and is inhibited in the presence of KN62. This report is the first to demonstrate the presence of CaMKIV in mammalian sperm and suggests the involvement of this kinase in the regulation of human sperm motility.Fil: Marin Briggiler, Clara Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Jha, Kula N.. University of Virginia; Estados UnidosFil: Chertihin, Olga. University of Virginia; Estados UnidosFil: Buffone, Mariano Gabriel. Laboratorio de Estudios en Reproducción; ArgentinaFil: Herr, John C,. University of Virginia; Estados UnidosFil: Vazquez, Monica Hebe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Visconti, Pablo E.. University of Massachussets; Estados Unido

Human sperm subpopulations: relationship between functional quality and protein tyrosine phosphorylation

Human semen is composed of a heterogeneous population of sperm with varying degrees of structural and functional differentiation and normality, which result in subpopulations of different quality. Using a discontinuous Percoll gradient, we separated three subsets of sperm [(45%; L45), (65%; L65) and (90%; L90) fractions] from normozoospermic human semen samples from healthy donors and proceeded to characterize their morphology, motility and hyperactivation, as well as their ability to undergo tyrosine phosphorylation under capacitating conditions.Fil: Buffone, Mariano Gabriel. Laboratorio de Estudios en Reproducción; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Doncel, G. F.. Eastern Virginia Medical School; Estados UnidosFil: Marin Briggiler, Clara Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vazquez, Monica Hebe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Calamera, J. C.. Laboratorio de Estudios en Reproducción; Argentin

Secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI), está presente en los espermatozoides humanos y regula la actividad de proacrosina

SLPI (del inglés Secretory Leukocyte Protease Inhibitor) es una proteína catiónica no glicosilada de 11,7KDa con potente actividad inhibidora de proteasas. Su presencia ha sido detectada en tejidos (epidídimo/próstata/vesículas seminales/útero/trompas de Fallopio) y fluidos (plasma seminal/moco cervical) del tracto reproductor. Sin embargo, su expresión en la gónada masculina y el espermatozoide, así como su rol modulador de la funcionalidad espermática no han sido dilucidados. Objetivos: 1) Evaluar la expresión de SLPI en testículo y espermatozoides humanos, 2) Determinar su capacidad de regular la activación del sistema de la proteasa espermática proacrosina/acrosina. Metodos: Se evaluó la expresión de SLPI en testículo y espermatozoides humanos por RT-PCR (transcripto) y "Western immunoblotting" e inmunocitoquimica (proteína). Se realizaron estudios de co-localización con procrosina/acrosina. Se analizó el efecto de SLPI recombinante (rhSLPI)sobre la activación de proacrosina en extractos ácidos de espermatozoides humanos. Resultados: 1) Se determino la presencia del transcripto de SLPI en testículo y espermatozoides y se detectó una forma proteica con u n peso molecular de ~ 12KDa, similar a la encontrada en el plasma seminal humano, 2) SLPI fue inmunolocalizada en la región acrosomal de espermatozoides no capacitados y capacitados, perdiendose su señal en los reaccionados, 3) SLPI mostró co-localización con el sistema procrosina/acrosina en espermatozoides con el acrosoma intacto, 4) En ensayos in vitro, rhSLPI inhibió la activación de procrosina, de manera tiempo y dosis dependiente. Conclusiones: SLPI se inmunolocaliza en el capuchón acrosomal de los espermatozoides humanos e inhibe la activación de proacrosina, resultados que permiten proponer su rol modulador de la exocitsis acrosomal.Fil: Marin Briggiler, C. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina.Fil: Sottile, A. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Rosso, M. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina.Fil: Coronel, C. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Chuluyan, H. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Cátedra de Farmacología; Argentina.Fil: Vazquez-Levin, M. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina.Biología Reproductiva (aspectos médicos van en 3 "Ciencias Médicas y de la Hídrico Salud"