Гонадотропин-ингибиторный гормон

Гонадотропин-ингибиторный гормон ( ГнИГ ) — это пептид, родственный RFамиду, кодируемый геном NPVF у млекопитающих.

Открытие

GnIH был открыт в 2000 году. Это пептид RFamide , который значительно снизил высвобождение лютеинизирующего гормона у Coturnix Japonica ( японский перепел ). Этот пептид появился как первый тропный гормон, известный тем, что ингибирует секрецию гонадотропина в гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси позвоночных. [1] Последующие исследования выявили гомологи пептида GnIH у различных млекопитающих, включая людей. [2]

Структура

GnIH — это нейрогормон, классифицируемый как RFamide (RFa) или RFamide-связанный пептид (RFRP), кодируемый геном NPVF у млекопитающих. Полная аминокислотная последовательность варьируется в зависимости от вида, но все пептиды RFa и RFRP содержат последовательность аргинин-фенилаланин-амин на C-конце . Это наблюдается как в Coturnix Japonica GnIH RFa (Ser-Ile-Lys-Pro-Ser-Ala-Tyr-Leu-Pro-Leu-Arg-Phe-NH2), так и в человеческом гомологе, RFRP-3 (Val-Pro-Asp-Leu-Pro-Glu-Arg-Phe-NH2). [1] [3]

Производство

Нейроны GnIH находятся в основном в дорсомедиальном ядре гипоталамуса (люди и грызуны) и паравентрикулярном ядре гипоталамуса (виды птиц). Некоторые терминалы нейронов GnIH как у млекопитающих, так и у птиц проецируются в срединное возвышение . [4] [5] [6] Нейроны GnIH и GnRH (гонадотропин-рилизинг-гормон) находятся в непосредственной близости в гипоталамусе, что может обеспечивать прямое ингибирование нейронов GnRH с помощью GnIH. [7] GnIH попадает в кровоток через гипоталамо- гипофизарную портальную систему , сосудистую сеть, снабжающую как гипоталамус, так и гипофиз . [8]

GnIH и мРНК рецептора GnIH (GnIH-R) экспрессируются в гипоталамусе, гипофизе и яичниках . [5] Экспрессия GnIH самая высокая во время проэструса и самая низкая во время эструса , что позволяет предположить, что цикл эструса влияет на высвобождение гормона. Кроме того, количество нейронных клеток GnIH у многих позвоночных колеблется в зависимости от родительского статуса организма. [9] Количество клеток GnIH также может меняться в зависимости от сезона размножения у некоторых видов. Например, европейские скворцы ( Sturnus vulgaris ) с большим репродуктивным успехом демонстрировали большее количество клеток, продуцирующих GnIH, чем те, которые были менее успешными, но этот эффект не проявлялся до середины сезона размножения. [9] [10] [11]

Действие рецептора

GnIH связывается с рецептором GPR147, сопряженным с белком Gαi, для подавления образования аденилатциклазы цАМФ и ингибирования каскадов протеинкиназы, влияющих на экспрессию генов . GnIH ингибирует тот же сигнальный путь, который активирует GnRH для стимуляции экспрессии фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ). [12] [13] Соединение RF9 является известным антагонистом рецептора GPR147 . [14]

Эффекты и физиологические функции

Экспрессия GnIH-R в гипофизе и других областях мозга подразумевает, что GnIH действует непосредственно на гипофиз, чтобы подавить выработку гонадотропина , влияя на репродуктивное поведение. [6] [15] [16] [17] Этот нейрогормон также действует на гипоталамус, чтобы ингибировать экспрессию GnRH, что может дополнительно ингибировать секрецию гонадотропина, и кисспептин , который может ингибировать опосредованную кисспептином стимуляцию нейронов GnRH до преовуляторного гормонального всплеска. GnIH также стимулирует выработку ароматазы цитохрома P450 , способствуя синтезу нейроэстрогена в мозге перепелов и снижая агрессивность в репродуктивном поведении. [7] [18] [19]

У самцов позвоночных GnIH уменьшает размер яичек , снижает секрецию тестостерона и увеличивает частоту апоптоза в половых клетках и клетках Сертоли семенных канальцев . [20] [21] Эти изменения гонад, в дополнение к экспрессии мРНК GnIH и GnIH-R в семенных канальцах, клетках Сертоли и сперматогониях , вовлекают функцию в сперматогенез . У самок позвоночных высокие дозы GnIH увеличивают массу яичников и вызывают нарушения фолликулов , такие как образование вакуолей в ядрах и искаженную морфологию. [22] Изменения яичников в ответ на введение GnIH, а также экспрессия мРНК GnIH/GnIH-R в гранулезных клетках и лютеиновых клетках на разных стадиях эстрального цикла, вовлекают функцию в развитие фолликулов и атрезию . [21]

Дополнительные биологические роли

Повышение уровня гормонов надпочечников , вызванное стрессом, может повышать высвобождение GnIH, поскольку некоторые нейроны GnIH имеют рецепторы глюкокортикоидов надпочечников . Поэтому GnIH может опосредовать взаимодействие между осями HPG и HPA ( гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система ) и играть роль в бесплодии, связанном со стрессом . [23] Нейроны GnIH паравентрикулярного ядра в гипоталамусе также экспрессируют рецепторы мелатонина . Поскольку секреция мелатонина модулируется световыми паттернами окружающей среды, влияние мелатонина на выработку GnIH может обеспечить фотопериодическую регуляцию размножения у сезонно размножающихся птиц, грызунов и овец. [24]

GnIH увеличивает потребление пищи, что подразумевает его роль в аппетите . Это открытие согласуется с расположением большинства нейронов GnIH, поскольку дорсомедиальное ядро ​​гипоталамуса участвует в регуляции аппетита. GnIH может позволить энергетическим резервам организма модулировать воспроизводство. [6]

Более высокие уровни гормонов щитовидной железы подавляют экспрессию GnIH, а более низкие уровни гормонов щитовидной железы связаны с более высокими уровнями GnIH. Инактивация экспрессии GnIH предотвращает задержку полового созревания, вызванную гипотиреозом , демонстрируя, что GnIH опосредует взаимодействия между осями HPG и HPT (гипоталамо-гипофизарно-щитовидная железа). [25] Кроме того, гормоны щитовидной железы могут функционировать в пути фотопериодической регуляции репродукции, включающей GnIH и энергетический статус. Мелатонин модулирует выработку тиреотропного гормона (ТТГ) в передней доле гипофиза, а ТТГ способствует выработке гормонов щитовидной железы. Выработка гормонов щитовидной железы влияет на метаболизм и выработку GnIH, оба из которых влияют на репродукцию. [26]

Ссылки

  1. ^ ab Цуцуи К., Сайго Э., Укена К., Тераниши Х., Фудзисава Ю., Кикучи М., Исии С., Шарп П.Дж. (август 2000 г.). «Новый птичий гипоталамический пептид, ингибирующий высвобождение гонадотропина». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 275 (2): 661–7 . doi :10.1006/bbrc.2000.3350. ПМИД  10964719.
  2. ^ Фукусуми С., Хабата Ю., Ёсида Х., Иидзима Н., Кавамата Ю., Хосоя М., Фуджи Р., Хинума С., Китада С., Синтани Ю., Суэнага М., Онда Х., Нишимура О., Танака М., Ибата Ю., Фуджино М. (сентябрь 2001 г.). «Характеристики и распространение эндогенного пептида-1, родственного RFамиду». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1540 (3): 221–32 . doi : 10.1016/S0167-4889(01)00135-5 . ПМИД  11583817.
  3. ^ Findeisen M, Rathmann D, Beck-Sickinger AG (2011). "RFamide Peptides: Structure, Function, Mechanisms and Pharmaceutical Potential". Pharmaceuticals . 4 (9): 1248– 1280. doi : 10.3390/ph4091248 . PMC 4058657 . 
  4. ^ Kriegsfeld LJ, Mei DF, Bentley GE, Ubuka T, Mason AO, Inoue K, Ukena K, Tsutsui K, Silver R (февраль 2006 г.). «Идентификация и характеристика гонадотропин-ингибиторной системы в мозге млекопитающих». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (7): 2410– 5. Bibcode : 2006PNAS..103.2410K. doi : 10.1073/pnas.0511003103 . PMC 1413747. PMID  16467147 . 
  5. ^ ab Ubuka T, Morgan K, Pawson AJ, Osugi T, Chowdhury VS, Minakata H, Tsutsui K, Millar RP, Bentley GE (декабрь 2009 г.). "Идентификация человеческих гомологов GnIH, RFRP-1 и RFRP-3, и родственного рецептора GPR147 в гипоталамо-гипофизарной оси человека". PLOS ONE . 4 (12): e8400. Bibcode : 2009PLoSO...4.8400U. doi : 10.1371/journal.pone.0008400 . PMC 2791420. PMID  20027225 . 
  6. ^ abc Smith JT, Clarke IJ (апрель 2010 г.). «Функция ингибирующего гонадотропин гормона у млекопитающих». Тенденции в эндокринологии и метаболизме . 21 (4): 255– 60. doi :10.1016/j.tem.2009.11.010. PMID  20060314. S2CID  41737276.
  7. ^ ab Smith JT, Shahab M, Pereira A, Pau KY, Clarke IJ (октябрь 2010 г.). «Гипоталамическая экспрессия генов KISS1 и ингибирующего гонадотропин гормона во время менструального цикла нечеловеческих приматов». Biology of Reproduction . 83 (4): 568– 77. doi :10.1095/biolreprod.110.085407. PMC 2957156 . PMID  20574054. 
  8. ^ Смит Дж. Т., Янг ИР, Велдхейс Дж. Д., Кларк И. Дж. (июль 2012 г.). «Секреция гонадотропин-ингибиторного гормона (ГнИГ) в гипофизарную портальную систему овец». Эндокринология . 153 (7): 3368–75 . doi :10.1210/en.2012-1088. PMC 3380300. PMID 22549225  . 
  9. ^ ab Li X, Su J, Lei Z, Zhao Y, Jin M, Fang R, Zheng L, Jiao Y (август 2012 г.). «Гонадотропин-ингибиторный гормон (GnIH) и его рецептор у самок свиней: клонирование кДНК, экспрессия в тканях и паттерн экспрессии в репродуктивной оси во время эстрального цикла». Пептиды . 36 (2): 176– 85. doi :10.1016/j.peptides.2012.05.008. PMID  22664321. S2CID  902250.
  10. ^ Calisi RM, Díaz-Muñoz SL, Wingfield JC, Bentley GE (июль 2011 г.). «Социальный и племенной статус связаны с экспрессией GnIH». Genes, Brain and Behavior . 10 (5): 557– 64. doi : 10.1111/j.1601-183X.2011.00693.x . PMID  21466656.
  11. ^ Calisi RM, Geraghty AC, Avila A, Kaufer D, Bentley GE, Wingfield JC (октябрь 2016 г.). «Закономерности изменения гипоталамического GnIH в течение репродуктивного периода у скворцов и крыс». Общая и сравнительная эндокринология . 237 : 140–146 . doi : 10.1016/j.ygcen.2016.08.015 . PMID  27591072.
  12. ^ Убука Т, Сон YL, Тобари Ю, Цуцуи К (2012). «Действие гонадотропин-ингибирующих гормонов в головном мозге и гипофизе». Границы эндокринологии . 3 : 148. дои : 10.3389/fendo.2012.00148 . ПМК 3515997 . ПМИД  23233850. 
  13. ^ Ubuka T, Son YL, Bentley GE, Millar RP, Tsutsui K (сентябрь 2013 г.). «Гонадотропин-ингибиторный гормон (GnIH), рецептор GnIH и клеточная сигнализация». Общая и сравнительная эндокринология . 10-й Международный симпозиум по эндокринологии птиц. 190 : 10– 7. doi :10.1016/j.ygcen.2013.02.030. PMID  23499786.
  14. ^ Caraty A, Blomenröhr M, Vogel GM, Lomet D, Briant C, Beltramo M (май 2012 г.). «RF9 мощно стимулирует секрецию гонадотропина у овец: доказательства сезонного порога чувствительности». Журнал нейроэндокринологии . 24 (5): 725–36 . doi :10.1111/j.1365-2826.2012.02283.x. PMID  22283564. S2CID  25770293.
  15. ^ Ubuka T, Ukena K, Sharp PJ, Bentley GE, Tsutsui K (март 2006 г.). «Гонадотропин-ингибиторный гормон ингибирует развитие и поддержание гонад путем снижения синтеза и высвобождения гонадотропина у самцов перепелов». Эндокринология . 147 (3): 1187–94 . doi : 10.1210/en.2005-1178 . PMID  16293662.
  16. ^ Tsutsui K, Bentley GE, Ubuka T, Saigoh E, Yin H, Osugi T, Inoue K, Chowdhury VS, Ukena K, Ciccone N, Sharp PJ, Wingfield JC (2007-08-01). "Общая и сравнительная биология гонадотропин-ингибиторного гормона (GnIH)". Общая и сравнительная эндокринология . Труды 23-й конференции европейских сравнительных эндокринологов: Часть 2. 153 ( 1– 3): 365– 70. doi :10.1016/j.ygcen.2006.10.005. PMID  17141777.
  17. ^ Bentley GE, Jensen JP, Kaur GJ, Wacker DW, Tsutsui K, Wingfield JC (апрель 2006 г.). «Быстрое ингибирование женского сексуального поведения гонадотропин-ингибиторным гормоном (GnIH)». Hormones and Behavior . 49 (4): 550– 5. doi :10.1016/j.yhbeh.2005.12.005. PMID  16460739. S2CID  1801090.
  18. ^ Пауллада-Сальмерон Х.А., Коуэн М., Алиага-Герреро М., Морано Ф., Зануй С., Муньос-Куэто Х.А. (июнь 2016 г.). «Гонадотропин-ингибирующий гормон подавляет репродуктивную ось мозг-гипофиз самцов европейского морского окуня (Dicentrarchus labrax)». Биология размножения . 94 (6): 121. doi :10.1095/biolreprod.116.139022. ПМК 6322450 . ПМИД  26984999. 
  19. ^ Цуцуи К, Убука Т (2016). «Контроль ГнИГ кормления и репродуктивного поведения». Frontiers in Endocrinology . 7 : 170. doi : 10.3389/fendo.2016.00170 . PMC 5186799. PMID  28082949 . 
  20. ^ Ubuka T, Ukena K, Sharp P, Bentley G, Tsutsui K. Гонадотропин-ингибиторный гормон ингибирует развитие и поддержание гонад путем снижения синтеза и высвобождения гонадотропина у самцов перепелов. Эндокринология. 2006; 147, 1187-1194. doi: 10.1210/en.2005-1178
  21. ^ ab Tsutsui K, Ubuka T, Bentley GE, Kriegsfeld LJ (июль 2012 г.). «Гонадотропин-ингибиторный гормон (GnIH): открытие, прогресс и перспективы». Общая и сравнительная эндокринология . Профили в сравнительной эндокринологии: Эрик Рубос. 177 (3): 305– 14. doi :10.1016/j.ygcen.2012.02.013. PMC 3378827. PMID  22391238 . 
  22. ^ Сингх П., Кришна А., Цуцуи К. (март 2011 г.). «Влияние гонадотропин-ингибиторного гормона на фолликулогенез и стероидогенез циклических мышей». Fertility and Sterility . 95 (4): 1397– 404. doi :10.1016/j.fertnstert.2010.03.052. PMID  20452585.
  23. ^ Kirby ED, Geraghty AC, Ubuka T, Bentley GE, Kaufer D (июль 2009 г.). «Стресс увеличивает предполагаемый гонадотропин-ингибиторный гормон и снижает лютеинизирующий гормон у самцов крыс». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (27): 11324– 9. Bibcode : 2009PNAS..10611324K. doi : 10.1073/pnas.0901176106 . PMC 2698887. PMID  19541621 . 
  24. ^ Tsutsui K, Bentley GE, Bedecarrats G, Osugi T, Ubuka T, Kriegsfeld LJ (июль 2010 г.). «Гонадотропин-ингибиторный гормон (GnIH) и его контроль центральной и периферической репродуктивной функции». Frontiers in Neuroendocrinology . 31 (3): 284– 95. doi :10.1016/j.yfrne.2010.03.001. PMID  20211640. S2CID  10120758.
  25. ^ Киёхара М., Сон Й. Л., Цуцуи К. (апрель 2017 г.). «Участие гонадотропин-ингибиторного гормона в расстройствах пубертата, вызванных статусом щитовидной железы». Scientific Reports . 7 (1): 1042. Bibcode :2017NatSR...7.1042K. doi :10.1038/s41598-017-01183-8. PMC 5430760 . PMID  28432332. 
  26. ^ Shinomiya A, Shimmura T, Nishiwaki-Ohkawa T, Yoshimura T (2014). «Регуляция сезонного размножения путем гипоталамической активации тиреоидного гормона». Frontiers in Endocrinology . 5 : 12. doi : 10.3389/fendo.2014.00012 . PMC 3930870. PMID  24600435. 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Гонадотропин-ингибирующий_гормон&oldid=1105594518"