Consultați articolele și conținutul publicat în acest mediu, precum și rezumatele electronice ale revistelor științifice la momentul publicării

hormonului

Fiți informat în permanență datorită alertelor și știrilor

Accesați promoții exclusive la abonamente, lansări și cursuri acreditate

Publicarea continuă ca Endocrinologie, Diabet și Nutriție. Mai multe informatii

Indexat în:

Index Medicus/MEDLINE, Excerpta Medica/EMBASE, SCOPUS, Science Citation Index Expanded, Journal Citation Reports/Science Edition, IBECS

Urmareste-ne pe:

Factorul de impact măsoară numărul mediu de citații primite într-un an pentru lucrările publicate în publicație în ultimii doi ani.

SJR este o valoare prestigioasă, bazată pe ideea că toate citatele nu sunt egale. SJR folosește un algoritm similar cu rangul de pagină Google; este o măsură cantitativă și calitativă a impactului unei publicații.

SNIP face posibilă compararea impactului revistelor din diferite domenii de subiecte, corectând diferențele de probabilitate de a fi citate care există între revistele de subiecte diferite.

Cunoștințele actuale privind receptorul hormonului de creștere uman (GHR) sunt revizuite, expunând mai întâi caracteristicile sale structurale, forma sa solubilă în circulație și distribuția țesutului receptorului. De asemenea, sunt descrise caracteristicile până acum cunoscute ale genei pentru acest receptor și izoformele sale. În cele din urmă, sunt analizate datele existente cu privire la mecanismele de reglare a expresiei acestei gene, prin propriul său hormon, prin proteina de legare a hormonului de creștere (GHBP), de către glucocorticoizi și estrogeni.

Hormonul de creștere (GH) are o varietate de efecte biologice asupra unui număr considerabil de țesuturi țintă, în special efecte de creștere și metabolice asupra scheletului și țesuturilor moi.

Acțiunile GH la nivel celular, cum ar fi efectele mitogene, insulina și efectele metabolice anti-insulinice, precum și acțiunile de reglare ale propriei gene, sunt mediate de receptori. Receptorul GH (GHR) aparține aceleiași familii de receptori de prolactină și la mulți receptori ai superfamiliei citokine/hematopoietină 1 .

Receptorii acestei superfamilii au în comun un domeniu extracelular, implicat în legarea ligandului, o porțiune transmembranară și un domeniu intracelular de lungime variabilă.

RECEPTOR HORMONIC DE CREȘTERE UMANĂ

Acest receptor a fost donat pentru prima dată în 1987 de Leung și colab., Dintr-o bibliotecă de ADNc de ficat uman. Se compune dintr-o glicoproteină cu un singur lanț care conține 620 aminoacizi, cu o greutate moleculară de 110.000 D. Are un domeniu extracelular compus din 246 aminoacizi, un domeniu transmembranar de 24 aminoacizi și un domeniu citoplasmatic format din 350 aminoacizi 2 . Domeniul extracelular conține două perechi de cisteine ​​legate de disulfură și un motiv WS (Trp-Ser-X-Trp-Ser) caracteristic receptorilor superfamiliei de citokine. În domeniul citoplasmatic, aproape de membrană, există o porțiune compusă din 8 aminoacizi, bogate în prolină, esențiale în funcții importante precum sinteza proteinelor și lipidelor, precum și în transportul glucozei.

O caracteristică specială a domeniului extracelular este că se găsește și în ser ca proteină solubilă de legare a GH, numită GHBP 3. Această proteină are o afinitate mare pentru GH și este antigenic identică cu receptorul de membrană pentru GH 4. Analiza directă a secvenței sale de aminoacizi a arătat corespondență cu domeniul extracelular al GHR implicat în legarea la hormonul 2 (Fig. 1).

Cunoașterea faptului că GHBP se găsește în sânge și că această proteină reprezintă domeniul extracelular al receptorului GH a deschis căi noi și accesibile pentru studiul acestui receptor la om.

CARACTERISTICI GHBP

GHBP a fost descris pentru prima dată în plasma umană circulantă în 1986 de către Baumann și colab. 5 și Herington și colab. Este o glicoproteină cu un singur lanț compusă din 246 aminoacizi și cu o greutate moleculară de 60 kD. Are o serie de proprietăți care îi permit să se lege de GH in vivo, cum ar fi: specificitate ridicată, afinitate mare, o rată de asociere rapidă și o capacitate limitată.

GHBP la om (și la iepure) este generat de un clivaj proteolitic al GHR legat de membrană. Site-ul precis al clivajului, precum și proteaza responsabilă de generarea GHBP, nu sunt cunoscute în acest moment. Niciuna dintre proteazele clasice nu pare să fie implicată. S-a sugerat că grupul sulfhidril al unei cisteine ​​libere situate în regiunea rupturii ar putea juca un rol important în proteoliza 7. În studiile utilizând linii celulare de hepatom uman transfectate cu ADNc de iepure GHR, în care au fost analizate un număr mare de inhibitori de protează, nu au fost obținute rezultate concludente nici 8,9. O lucrare recentă descrie că eliberarea de GHBP la un mediu limfocitar IM-9 uman este blocată prin intermediul unui inhibitor al unei metaloproteaze, implicând membrii familiei metaloproteazei în generația de GHBP 10 .

Rolul GHBP este slab înțeles, dar faptul că este prezent în serul uman la concentrații suficiente pentru a se lega GH într-o proporție de 30-50% 11 sugerează că poate avea un anumit rol biologic. Numeroase propuneri au fost făcute în sprijinul acestei ipoteze. Astfel, Baumann și colab. 11 au demonstrat că GHBP crește timpul de înjumătățire al GH prin scăderea ratei sale de clearance metabolic. Studiile efectuate de Veldhuis și colab. 12 au arătat că GHBP în circulație acționează, într-un fel, prin încetinirea secreției pulsatile de GH și creșterea GH-ului liber în perioadele interpulsive, acționând ca un rezervor de hormoni. Deși aceste acțiuni par să crească biopotența GH in vivo 13, GHBP in vitro se leagă de GH, formând un complex, inhibând astfel legarea hormonului de receptorii săi din țesuturile țintă și anumite răspunsuri dependente de GH, cum ar fi mitogeneza și diferențierea. 14 .

Alte aspecte importante despre ceea ce se știe despre acest fragment circulant al GHR, în care nu intrăm în această recenzie, sunt colectate în lucrările și recenziile noastre și ale altor autori 3,15-21 .

DISTRIBUȚIA DE ȚESUTURI A RECEPTORULUI GH

GHR uman a fost studiat în principal în ficat, unde s-au găsit situri de legare somatogenă în cantități suficiente pentru a permite o măsurare exactă prin analiza radioreceptorilor 22,23. Într-o măsură mai mică, site-urile de legare GH au fost de asemenea descrise fibroblastelor umane 24, celulelor mononucleare periferice 25 și adipocitelor 26, dar aceste studii nu au fost întotdeauna reproductibile. La fel, prin analize imunohistochimice, a fost demonstrată existența GHR în pielea umană și fibroblaste 27 .

Studii la animale, unde s-au demonstrat site-uri de legare specifice pentru GH într-o varietate mai largă de țesuturi 28, a fost sugerată existența subtipurilor GHR care ar putea fi asociate cu acțiunile biologice multiple ale acestui hormon. În susținerea acestui fapt, există studii de imunoprecipitare și reticulare în ficatul de iepure, glanda mamară și adipocitele 29-30, ficatul de șoarece 31 și linia celulară de insulinom de șobolan 32, care sugerează posibila existență a unor astfel de forme de GHR.

GENUL RECEPTORULUI HORMONIC DE CREȘTERE

Gena GHR este prezentă în genom ca o copie unică în toate speciile studiate, iar în genomul uman se află în regiunea corespunzătoare pozițiilor 13.1-12 ale brațului scurt al cromozomului 5 (5p13-p12) cu o lungime de cel puțin 87 kb 33 .

Caracterizarea structurii genei GHR 34 a relevat existența a 8 exoni care codifică receptorul și a mai multor exoni suplimentari în regiunea 5 'netradusă. Acești 9 exoni care cuprind, de asemenea, regiunea netradusă 3 'sunt numerotați de la 2 la 10. Exonii de la 2 la 9 sunt compuși din perechi de baze de dimensiuni variabile variind de la 66 la 179 bp. Exonul 2 este practic coincident cu secvența semnal pentru secreția putativă a receptorului. Regiunea extracelulară a receptorului care are capacitatea de a se lega de GH este codificată de exonii 3 la 7. Exonul 8 corespunde domeniului transmembranar și exonul 10 codifică aproape întregul domeniu citoplasmatic al receptorului, precum și regiunea 3 'netradusă, și cuprinde aproximativ 3.400 bp. Cea mai mare parte a regiunii 5 'netraduse pare a fi prezentă în serii de exoni prelucrate alternativ care nu au fost încă determinate (Fig. 2).

ARNm (i) GENE RECEPTOR HORMONIC DE CREȘTERE

S-a demonstrat că la om, iepure și alte specii, transcrierea majoră a genei GHR este un ARNm de aproximativ 4,5 kb detectat prin analiza nordică. La om, expresia acestui transcript a fost detectată în principal în ficat, dar și în diferite zone ale sistemului digestiv, cum ar fi esofagul, intestinul și colonul, și în fibroblastele 27,35 și în unele linii celulare, cum ar fi IM-9, HuH7 și hOB. Dimpotrivă, s-a arătat că la șobolani și șoareci există doi ARNm, unul de 4,5 kb care codifică receptorul de lungime completă și altul de aproximativ 1,2-1,5 kb care codifică exclusiv porțiunea extracelulară 36, 37. Cele două specii au fost găsite în principal în țesutul hepatic, precum și în numeroase linii celulare.

RECEPTOR HORMONIC DE CREȘTERE GEN ISOFORMS

Exonul 3 al genei umane GHR, prin prelucrare alternativă, dă naștere la două izoforme ale receptorilor: una care codifică receptorul de lungime completă (GHR + 3), iar cealaltă codifică un receptor lipsit de receptor. Exon 3 (GHR -3) cu o deleție de 22 aminoacizi (reziduuri de
7 la 28) în domeniul extracelular al receptorului. Există dovezi că această pierdere de aminoacizi nu are un impact aparent asupra legării ligandului sau a semnalelor de transducție 38-40 .

Diferențele dintre diferitele studii despre aceste două izoforme, indiferent dacă acestea se pot datora unor motive tehnice, sugerează că prelucrarea alternativă a exonului 3 ar putea fi determinată și de alți factori decât cei legați de specificitatea țesutului, cum ar fi condițiile metabolice. Mai mult, semnificația sa fiziologică sau gradul în care expresia diferențială a acestor două izoforme joacă un rol în modularea numeroaselor efecte ale GH rămâne de determinat.

În cele din urmă, merită menționat faptul că studii recente au identificat o a treia izoformă a genei GHR în diferite țesuturi umane. Secvența sa este identică cu cea a GHR, cu excepția unei deleții de 26 pb în porțiunea citoplasmatică a receptorului care duce la crearea unui codon stop la poziția 280 a aminoacizilor și, în consecință, la o proteină receptor sever trunchiată cu 97,5 % pierdere a domeniului intracelular 44.45 .

REGLEMENTAREA EXPRIMĂRII GENEI RECEPTORULUI HORMONIC DE CREȘTERE UMANĂ

Cunoștințele despre reglarea expresiei genei GHR umane sunt încă rare, în timp ce majoritatea datelor existente în acest sens sunt derivate din studii ale genei GHR la animale. Cu toate acestea, în această secțiune ne vom referi exclusiv la date umane.

Reglarea prin hormonul de creștere

Efectele GH asupra reglării expresiei propriei gene de receptori au fost analizate în linia celulară de hepatom uman HuH7 46. În aceste experimente, celulele au fost tratate cu doze diferite de GH uman la momente specificate, după care concentrațiile de mRNA GHR au fost măsurate prin teste de protecție ARNază folosind o sondă care codifică regiunile transmembranare și citoplasmatice ale receptorului. Celulele tratate cu GH la concentrații fiziologice (12,5, 25 și 50 ng/ml) au dus la o creștere a concentrațiilor de mRNA GHR în primele 3 ore de adăugare de hormoni, o creștere care a rămas stabilă până la cel puțin 48 de ore. Dimpotrivă, tratamentul atât cu concentrații suprafiziologice de GH (150 și 500 ng/ml), cât și intrafiziologic (1,4 ng/ml) a condus mai întâi, în cazul dozelor mari de GH, la o scădere tranzitorie atingând un nivel mai scăzut în primele 3 h, din care s-a restabilit expresia, prezentând ulterior o creștere progresivă a expresiei genice și, în al doilea rând, în cazul dozelor foarte mici de GH, concentrațiile de mRNA GHR au arătat o scădere constantă, în condițiile studiului 46 .

Prin teste nucleare, efectuate de acești autori în aceleași condiții de timp ca cele utilizate pentru măsurarea concentrațiilor de ARNm, s-a constatat că modificările în expresia genei GHR după tratamentul cu GH s-au datorat modificărilor ratei de transcripție a genei. . Tratamentul cu cicloheximidă nu a modificat semnificativ modificările observate în rata de transcripție, ceea ce ar indica faptul că creșterea nu depinde de o nouă sinteză proteică.

Într-o lucrare ulterioară 47, acești autori au efectuat o serie de experimente similare, dar de această dată folosind o sondă corespunzătoare domeniului extracelular al receptorului care codifică GHBP. Rezultatele au indicat faptul că modificările produse în concentrațiile de mRNA GHR prin efectul tratamentului GH au fost identice cu cele detectate anterior folosind sonda care codifică secvențele transmembranare și citoplasmatice ale GHR. Aceste date confirmă, pe de o parte, că GH este capabil să regleze gena propriului receptor, această reglare fiind dependentă de doză și timp și, pe de altă parte, că la om domeniul extracelular (GHBP) și transmembranar/citoplasmatic domeniile GHR sunt codificate de un singur mARN al genei GHR.

Reglementare de către GHBP

Efectul concentrațiilor ridicate de GHBP asupra transcripției genice a GHR a fost observat la un grup de pacienți obezi cu concentrații scăzute
de GH (mai puțin de 0,5 ng/ml) și valori ridicate ale GHBP (de 2,5 ori intervalul normal). În aceste experimente, s-a observat o scădere și mai pronunțată a concentrațiilor de mRNA GHR. Aceste date ar indica faptul că GHBP ar putea avea un efect asupra transcrierii genei GHR.

Reglarea prin glucocorticoizi

Se știe că, în timp ce concentrațiile mari de glucocorticoizi provoacă osteoporoză, GH la concentrații fiziologice este necesar pentru remodelarea normală a osului 49-51. Din acest motiv, studiul interacțiunii GH și glucocorticoizilor în reglarea metabolismului osos uman este de mare interes. În acest sens, s-a arătat că în celulele osteoblastice umane cultivate (hOB) există receptori GH și că acest hormon, prin acești receptori, exercită o acțiune stimulatoare directă asupra formării osoase 52-54 .

Recent, Swolin-Eide și colab. 55 au studiat efectul cortizolului asupra expresiei genei GHR în celulele hOB. În aceste experimente, celulele au fost incubate cu diferite concentrații de cortizol pentru o perioadă de 16 ore, după care concentrațiile de ARNm de GHR au fost măsurate prin testul de protecție a ARNazei, folosind o sondă care recunoaște domeniul intracelular al receptorului GH. Rezultatele au indicat o creștere a concentrațiilor mRNA GHR, care a fost dependentă de doza utilizată, efectul maxim fiind observat la o concentrație de 10 6 M. În plus, acest efect stimulator al cortizolului asupra expresiei genei GHR a fost, de asemenea, dependentă de timp, iar creșterea maximă a fost observată la 12 ore după adăugarea hormonului. Creșterea concentrațiilor de mRNA GHR a fost însoțită de o creștere a legării de 125 I GH la receptorii săi din aceste celule, atingând valoarea maximă la 24 ore.

Aceste rezultate demonstrează, pentru prima dată, efectele glucocorticoizilor asupra expresiei genei GHR în celulele umane și deschid o nouă cale către studii ulterioare menite să clarifice dacă reglarea expresiei genei GHR mediată de glucocorticoizi poate fi importantă în fiziologia oaselor umane.

Reglarea de către estrogeni

După cum am spus deja în paragraful anterior, GH este un factor important în reglarea masei osoase. S-a observat că pacienții cu deficit de GH au o masă osoasă redusă 51,56, care poate fi tratată cu o terapie de substituție GH 51. Pe de altă parte, se știe că pierderea masei osoase la femeile aflate în postmenopauză se datorează în principal unui deficit de estrogen.

Recent, Slootweg și colab 57 au prezentat primele dovezi că estrogenii din celulele osteoblaste umane sunt capabili să stimuleze atât legarea GH de receptorii săi, cât și concentrațiile de mRNA GHR, precum și activitatea proliferativă a GH în aceste celule. Efectul stimulator al 17 ß-estradiolului a fost dependent de doză și de timp, atingând un efect maxim la 12 ore de incubație a celulelor cu o concentrație de 10 12 M de 17 ß-estradiol.

Această modulație pozitivă indusă de estrogeni ar indica faptul că acești hormoni sporesc efectul GH asupra receptorului.

În concluzie, am revizuit datele existente despre GHR uman, comentând principalele aspecte ale structurii sale, nivelurile de expresie și reglarea genelor.

Având în vedere că cele mai ample studii ale acestui receptor sunt efectuate la animale și că datele existente la om, în special cele referitoare la mecanismele de reglare a genelor, sunt rare, ar fi necesar să se dezvolte noi linii celulare umane care să ofere modele utile pentru a clarifica receptorul hormonal de reglare.