흰쥐 뇌하수체 Gonadotropes와 Somatotropes에서의 Growth Hormone Releasing Hormone 유전자 발현

Rat Gonadotropes and Somatotropes Express Growth Hormone Releasing Hormone Gene in the Pituitary

Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH)은 척추동물의 시상하부로부터 합성, 분비되어 시상하부-뇌하수체간의 문맥계를 통해 뇌하수체 전엽에 작용하여 Growth Hormone (GH)의 분비를 촉진한다. 시상하부에서 발현되는 일부 Releasing Hormone 들이 여러 시상하부외 조직에서도 검출되고 조직특이적인 기능을 수행한다는 사실이 여러 연구자들에 의해 밝혀졌다. 이러한 사실들을 배경으로 본 연구자는 GHRH가 흰쥐의 뇌하수체 전엽과 뇌하수체로부터 유래된 종양세포주들에서 발현될 가능성을 조사하였다. GHRH 펩타이드와 mRNA의 존재와 구조를 규명하기 위하여 뇌하수체와 배양 세포를 사용하여 GHRH immunocytochemistry, 방사면역측정법, GHRH PCR과 RNase protection assay를 시행하였다. Immunocytochemistry의 결과 gonadotrope (대형)와 somat-olactotrope (중간형)로 추정되는 세포들에서 GHRH 염색이 나타났고, Somatolactotrope성 종양세포인 GH3 cell 추출물에서 immunoreactive GHRH가 방사면역측정법으로 검출되었다. 3'rapid amplification of cDNA end (3'-RACE)를 시행한 결과, 흰쥐 뇌하수체에 GHRH transcript가 존재하고, 그 3'end 부분이 다른 조직내의 GHRH와 동일함을 확인하였다. GHRH RT-PCR에서도 뇌하수체와 종양세포주들인 $\alpha$T3 cell (gonadotrope성)과 GH3 cell에서 예상 산물들이 증폭되었다. RNase protection assay를 시행한 결과 난소절제에 의해 뇌하수체내 GHRH 유전자 발현이 증가됨을 확인하였다. 이상의 결과는 GHRH가 뇌하수체 전엽의 gonadotrope와 somatotrope에서 발현되고, paracrine 또는 autocrine조절물질로 작용하여 GH 분비 외에도 뇌하수체 전엽 세포들의 분화와 분열등에 관여함을 시사한다.

Several lines of evidence indicate that some neuropeptides classically associated hypothalamus have been found in pituitary gland, suggesting the existence of local regulation of pituitary function. Among the hypothalamic releasing hormones, genes for TRH and GnRH are expressed in the rat anterior pituitary gland. The present study was carried out to investigate the expression of the GHRH gene in rat anterior pituitary and the pituitary-derived cell lines. The presence of GHRH transcripts in pituitary tissue was shown by 3'rapid amplification of cDNA end (3'-RACE) analysis. In reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) study, GHRH cDNA fragments were amplified from two pituitary-derived cell lines, $\alpha$T3 cells originated from mouse gonadotrope and GH3 cells from rat somatolactotrope. Immunoreactive GHRH was detected in large and medium-sized pituitary cells by immunocytochemistry. Significant amounts of GHRH-like molecules were found in the GH3 cell extracts. In RNase protection assay, the level of pituitary GHRH mRNA was augmented by ovariectomy. These results demonstrate that GHRH gene is expressed in the rat gonadotropes and somatotropes, and suggest that the pituitary GHRH could be participated in the paracrine and/or autocrine regulation of cell proliferation, as well as promoting growth hormone secretion.