下丘腦室旁核區(qū)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素型受體表達的影響因素及相關信號通路

下丘腦室旁核區(qū)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素型受體表達的影響因素及相關信號通路

大鼠促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素受體（crh-r1）由蜂蜜組成，主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)。周圍組織（皮膚、卵巢、子宮平滑肌等）也有crh-r1的發(fā)現(xiàn)。CRH-R1是與G蛋白相耦聯(lián)的跨膜結構的受體,第二信使為環(huán)腺苷一磷酸(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP),其胞外區(qū)域有糖基化作用位點,胞內(nèi)環(huán)狀結構與羧基末端有磷酸化作用位點。促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin-releasinghormone,CRH)與受體結合后,通過G蛋白耦聯(lián),激活腺苷酸環(huán)化酶,使細胞內(nèi)cAMP濃度增加,后者激活蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA),CRH的諸多作用都是通過此信號途徑實現(xiàn)的。在生理條件下,大鼠CRH-R1信使核糖核酸(mRNA)在嗅球、大腦皮層、紅核、小腦、垂體中表達較高,而在下丘腦中表達非常低。本文就下丘腦室旁核區(qū)(paraventricularnucleus,PVN)CRH-R1表達的影響因素、相關的信號通路綜述如下。1pvn區(qū)crh-l1mrna的表達1.1急、慢性應激急性應激可使下丘腦室旁核(PVN)區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯升高,慢性應激可使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1表達高于對照組(未作任何處理),但明顯低于急性應激時的表達。Imaki等采用雙標原位雜交法檢測,予以30分鐘急性限制性應激后雄性Wistar大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達,發(fā)現(xiàn)應激后2小時下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯高于對照組(未作任何處理)。預先給予CRH-R1拮抗劑(CP-154,526)后,明顯削弱了應激導致的促腎上腺皮質(zhì)激素(Corticotropin,ACTH)分泌。這些實驗結果說明了急性應激使下丘腦PVN區(qū)神經(jīng)元激活至少部分是通過CRH-R1實現(xiàn)的。Bonaz等采用帶有35S標記的核酸探針原位雜交法分析雄性Sprague-Dawlay大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達,1組予以1次90分鐘限制性應激(急性應激);2組予以每天90分鐘限制性應激,連續(xù)11天(慢性應激);3組為對照組(未作任何處理)。分別在急性應激后和慢性應激后0、1.5、3、6、12小時測定其下丘腦PVN區(qū)RH-R1mRNA的表達,與對照組比較,發(fā)現(xiàn)慢性應激組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯低于急性應激組而高于對照組。急、慢性應激誘導下丘腦PVN區(qū)小細胞產(chǎn)生大量的CRH,CRH誘導PVN區(qū)CRH-R1mRNA的高表達,當機體適應環(huán)境后(慢性應激)CRH-R1對PVN區(qū)CRH神經(jīng)元的調(diào)節(jié)作用可能被逐步減弱。腦干兒茶酚胺能細胞群(A1/C1,A2/C2)通過神經(jīng)支配下丘腦PVN區(qū),而在應激時PVN區(qū)下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸的激活至關重要,在慢性應激時HPA軸的反應明顯降低至少部分是由于A1/C1的神經(jīng)沖動輸入減少,從而使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達下降。1.2大劑量糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid,GC)大劑量GC對下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達有抑制作用,而生理劑量的GC對下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達有允許作用(permissivefunction)。Makino等采用原位雜交法觀察GC對大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達的影響:第1組予以腎上腺切除(adrenalectomy,ADX);第2組予以大劑量GC(CORT);第3組予以腎上腺切除+大劑量GC(ADX+CORT);第4組為對照組(未作任何處理)。發(fā)現(xiàn)ADX組和CORT組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達均明顯低于對照組,而ADX+CORT組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯高于對照組。這些結果說明了下丘腦PVN區(qū)CRH的濃度與該區(qū)CRH的合成量呈正相關,下丘腦PVN區(qū)高濃度的CRH與CORT可抑制該區(qū)CRH-R1mRNA的表達;應激導致的下丘腦PVN區(qū)兒茶酚胺增多使該區(qū)CRH-R1mRNA的表達增高,并削弱了下丘腦PVN區(qū)高濃度的CRH與CORT對該區(qū)CRH-R1mRNA表達的抑制作用;腦干半橫斷削弱了應激導致的CRH-R1mRNA的水平升高,提示在PVN區(qū)應激導致的兒茶酚胺增加可能有助于CRH-R1mRNA的轉(zhuǎn)錄,使CORT對PVN區(qū)CRH-R1mRNA的轉(zhuǎn)錄抑制無效,但腦干半橫斷同時也損傷了大量的神經(jīng)肽能和氨基酸通路,這些通路對PVN區(qū)CRH-R1mRNA轉(zhuǎn)錄的潛在作用不能排除。1.3促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素CRH增強下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達。Imaki等采用原位雜交法分析大鼠中樞給予外源性CRH或急性應激導致內(nèi)源性CRH產(chǎn)生增多后其下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達,發(fā)現(xiàn)上述兩組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯升高,而對照組(未作任何處理)的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達非常低。1.4脂多糖(LPS)Grinevich等通過增加LPS劑量來觀察慢性免疫應激對Wistar大鼠細胞因子表達及HPA軸的影響。反復給予LPS可導致大鼠體重下降、腎上腺重量增加、垂體POMCmRNA的水平升高;單次給予LPS后,血漿促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)及皮質(zhì)醇的水平升高,但反復給予LPS后上述兩者的升高效果被削弱;預先反復給予LPS后,在限制性應激中血漿皮質(zhì)醇的水平下降;單次給予LPS后,PVN中CRH-R1mRNA在限制性應激中的水平升高,但反復給予LPS后,PVN中CRH-R1mRNA在限制性應激中的升高水平被削弱。1.5饑餓(Starvation)Makino等運用原位雜交法觀察GC對大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達的影響:第1組予以饑餓4天;第2組為對照組(未作任何處理)。發(fā)現(xiàn)饑餓組的血漿皮質(zhì)醇的水平明顯高于對照組的,而饑餓組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達明顯低于對照組的。這些結果說明了饑餓狀態(tài)下機體產(chǎn)生大量的血漿皮質(zhì)醇,血漿皮質(zhì)醇抑制下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達。1.6其它因素Aguilera運用原位雜交法分析誘導Piebald-Viral-Glaxo大鼠關節(jié)炎的發(fā)展過程中PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA及垂體前葉CRH-R1mRNA的表達。在炎癥誘導過程中,PVN中CRH-R1mRNA的表達水平未見升高;在炎癥誘導過程中對急性應激表現(xiàn)為雙相反應:炎癥誘導過程中的第7天PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA的表達水平升高,在炎癥反應高峰的第14天PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA的表達升高水平被削弱。2pka在調(diào)節(jié)低糖誘導與pn的關系生理狀態(tài)下,下丘腦PVN區(qū)CRH的表達主要通過PKA通路。Itol等首先檢測佛波酯(phorbolester,TPA)直接注射到清醒大鼠的PVN區(qū)所導致的CRH基因表達和CRH分泌,TPA激活蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC)導致細胞內(nèi)Ca2+含量升高,但沒有引起下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量升高,因此,認為PKC在生理狀態(tài)下對CRH神經(jīng)元中CRH基因表達的上調(diào)可能無重要作用。而直接微量注射8-溴-環(huán)腺苷一磷酸(8-Br-Cyclicadenosinemonophosphate,8-Br-CAMP)至清醒大鼠的下丘腦PVN區(qū)可導致下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量升高,說明了激活的蛋白激酶A(PKA)刺激了CRHmRNA的轉(zhuǎn)錄及CRH的釋放,CREB是PKA的底物,CRE序列存在于CRH基因的上游區(qū)域并被證明具有轉(zhuǎn)錄活性功能,因此,通過PKA激活刺激了下丘腦PVN區(qū)CRH的轉(zhuǎn)錄和釋放,并證明了cAMP反應元件結合蛋白(Cyclicadenosinemonophosphateresponseelementbindingprotein,CREB)通過結合CRE上游區(qū)域介導CRH基因轉(zhuǎn)錄的刺激。為進一步評價AP-1(一種DNA結合蛋白,能識別一些基因的啟動子區(qū)特殊的AP-1位點,并與之結合,促進基因的轉(zhuǎn)錄)對機體CRH基因的轉(zhuǎn)錄激活和CRH釋放的可能作用,用C-jun的反義寡核苷酸直接注射到大鼠下丘腦PVN區(qū),12小時后用胰島素誘導的低血糖刺激下丘腦PVN區(qū)CRH神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)C-jun的反義寡核苷酸輕微削弱了低血糖導致的血漿ACTH升高,而對垂體前葉前阿片黑皮質(zhì)素信使核糖核酸(POMCmRNA)及下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量無影響,因此,JUN在介導低血糖誘導的CRHmRNA基因表達中可能不起重要作用,垂體后葉素的釋放刺激血漿ACTH升高,C-jun的反義寡核苷酸可能通過部分阻止垂體后葉素的釋放來輕微削弱了低血糖導致的血漿ACTH升高,而不是通過激活POMC基因表達來實現(xiàn)的;用C-fos的反義寡核苷酸直接注射到大鼠下丘腦PVN區(qū),1小時后用胰島素誘導的低血糖刺激下丘腦PVN區(qū)CRH神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)C-fos的反義寡核苷酸對血漿ACTH、垂體前葉POMCmRNA及下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量均無影響,因此,FOS在介導低血糖誘導的CRHmRNA基因表達中可能不起作用。體外細胞實驗提示了CRH-R1激活后,主要通過PKA通路調(diào)節(jié)垂體POMC的表達。Rossant等運用免疫細胞化學技術、蛋白質(zhì)印跡法、影像技術研究蛙皮降壓肽(結構、生理功能與CRH類似)激活轉(zhuǎn)染了CRH-R1或CRH-R2α的CHO細胞后的信號傳導通路,發(fā)現(xiàn)蛙皮降壓肽能使絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)的活化(磷酸化)增加、細胞內(nèi)鈣池活動增加、轉(zhuǎn)錄因子CREB的磷酸化(依賴劑量和時間的方式)增加。通過刺激CRH-R1或CRH-R2α使cAMP、Ca2+、MAPK的信號傳導通路激活,而PKA信號傳導通路活化導致CREB磷酸化,而MAPK信號傳導通路通過激活轉(zhuǎn)錄因子ELK1發(fā)揮協(xié)同作用,磷酸化的CREB直接調(diào)節(jié)POMC的基因表達,而ELK1激活可使核內(nèi)C-fos蛋白增加,從而增加POMC的基因表達。3pka通路對k-ras基因突變的crh-s1表達的影響綜上所述,急性應激、慢性應激、ADX+CORT、CRH、LPS使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1的表達明顯增強,但慢性應激低于急性應激、ADX+CORT、CRH,反復給予LPS后下丘腦PVN區(qū)CRH-R1的表達明顯低于單次給予LPS,在炎癥誘導過程中對急性應激表現(xiàn)為雙相反應:炎癥誘導過程中的第7天PVN中CRH、CRH-R1的表達水平升高,在炎癥反應高峰的第14天PVN中CRH、CRH-R