Testosteronproduktion hängt von einer vierstufigen Signalkette ab
Warum sinkt der Testosteronspiegel bei Männern mit zunehmendem Alter? Ein neu kartierter molekularer Mechanismus in den hormonproduzierenden Zellen des Hodens wirft Licht auf diese Frage.
Leydig-Zellen sind die Zellen im Hoden, die Testosteron produzieren. Sie sind unverzichtbar für die männliche Fruchtbarkeit und spielen darüber hinaus eine wichtige Rolle für den Muskelerhalt, die Knochendichte und das Energieniveau. Mit zunehmendem Alter nimmt die Zahl der voll funktionsfähigen Leydig-Zellen ab. Die molekularen Ursachen dafür waren bislang nur teilweise verstanden.
Eine vierstufige Signalkette
Forschende haben eine vollständige molekulare Signalkette identifiziert, die darüber entscheidet, ob Vorläufer von Leydig-Zellen – sogenannte Leydig-Stammzellen – zu voll funktionsfähigen, hormonproduzierenden Zellen heranreifen. Die in eLife veröffentlichte Studie beschreibt eine vierstufige Kette: Das Protein Desert Hedgehog (Dhh) sendet über den Rezeptor Patched 2 (Ptch2) ein Signal, das den Transkriptionsfaktor Gli1 aktiviert, der wiederum das Gen Sf1 einschaltet. Sf1 ist unerlässlich für die abschließende Reifung der Leydig-Stammzellen zu testosteronproduzierenden Zellen.
Die Forschenden setzten CRISPR/Cas9 ein, um jeden Bestandteil dieser Kette einzeln im Niltilapia auszuschalten – einem Fischmodell, das in der Reproduktionsbiologie häufig verwendet wird. Die Ausschaltung von Dhh führte zu schwerwiegenden Defekten in der Leydig-Zell-Entwicklung und zu einem Abfall des Androgenspiegels. Rettungsexperimente bestätigten, welcher Schritt der Kette der entscheidende ist.
Was das für das männliche Altern bedeutet
Der Befund ist bedeutsam für das Verständnis des altersbedingten Testosteronabfalls. Erhalten Leydig-Stammzellen über diesen Signalweg nicht genügend Impulse, können sie nicht zu funktionsfähigen Zellen heranreifen. Das könnte zum schrittweisen Rückgang des Testosteronspiegels beitragen, den viele Männer ab dem vierzigsten Lebensjahr erleben.
Die Untersuchung wurde an Fischen und nicht am Menschen durchgeführt. Eine Übertragung auf die menschliche Physiologie erfordert weitere Studien. Die Signalkette ist jedoch evolutionär hochgradig konserviert, was darauf hindeutet, dass vergleichbare Mechanismen auch bei Säugetieren – einschließlich des Menschen – wirksam sein könnten. Für die Wissenschaft des hormonellen Alterns eröffnet sich damit ein konkretes neues Angriffsziel.
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