Expression of Luteinizing Hormone (LH) and Its Receptor Gene in Rat Mammary Gland

흰쥐 유선에서의 Luteinizing Hormone (LH)과 수용체 유전자 발현

Recent studies have clearly shown that the expression of genes for gonadotropin-releasing hormone (GnRH) and its receptor in the rat reproductive organs including ovary, testis, placenta uterus and mammary gland. Moreover, luteinizing hormone (LH) classically known to be a main target product of GnRH in anterior pituitary has been found in rat gonads. These findings suggested the presence of local circuit composed of GnRH and LH in the rat gonads. The present study was undertaken to elucidate whether the genes for LH and its receptor are expressed in rat mammary gland. Expression of LH and its receptor genes in the rat mammary gland was demonstrated by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and specific LH radioimmunoassay (RIA). The LH${\beta}$ transcripts in the mammary gland from cycling rats contained the pituitary type of LH${\beta}$ exons 1~3 encoding the entire LH${\beta}$ polypeptide but lacked the rat testis-specific LH${\beta}$ exon(s). Presence of ${\alpha}$ -subunit transcripts in the rat mammary gland were determined by RT-PCR. The cDNA fragments encoding exons 2~7 of rat LH receptor transcripts were amplified in both rat ovary and mammary gland samples. We could detect the GnRH expression in mammary gland from cycling virgin rats, and this result disagreed with previous report that mammary GnRH expression is occured in lactating rats only. Considerable amounts of immunoreactive LH molecules with good RIA parallelism in standard curve were detected in crude extracts from the rat mammary gland, indicating that the immunoreactive LH materials in the gland might be identical to authentic pituitary LH. To our knowledge, the present study demonstrated for the first time the expression of LH subunits and LH receptor in the rat mammary gland. Our findings suggested that the mammary gland might be the novel source and target of LH and the mammary LH could be act as a local regulator with auto-and/or paracrine manner under the regulation of local GnRH.

Gonadotropin-releasing hormone (GnRH)과 그 수용체가 흰쥐의 난소, 정소, 자궁, 태 반 그리고 유선 등의 생식기관에서 발현됨이 알려져 있다. 더욱이, 뇌하수체 전엽에 작용하는 GnRH의 표적 산물로 알려진 luteinizing hormone (LH)이 흰쥐 생식소에서도 발현됨이 알려졌는데, 이는 생식소 내에 GnRH-LH로 이루어진 국부 회로 (local circuit)가 존재함을 시사하는 것이다 본 연구는 LH와 그 수용체 유전자가 흰쥐 유선에서도 발현되는가를 규명한 것이다. 이를 위해 reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR)과 LH 방사면역측정법 (radioimmunoassay, RIA)을 사용하였다. RT-PCR을 시행한 결과 생식 주기중인 임신하지 않은 흰쥐 유선에서 뇌하수체 유형의 LH${\beta}$ 전사체 (exon 1-3)가 증폭되었으나 정소특이적 LH${\beta}$ exon 부분은 검출되지 않았다. 뇌하수체 glycoprotein hormone에서 공통적으로 존재하는 ${\alpha}$-subunit과 LH 수용체에 대한 전사체 역시 흰쥐 유선에 존재함이 확인되었다. 또한 기존의 보고에서 수유중인 흰쥐 유선에서만 발현된다고 알려진 GnRH가 임신하지 않은 흰쥐 유선에서도 발현됨을 확인하였다. LH 방사면역측정법을 시행한 결과 흰쥐 유선조직 추출물에서 immunoreactive LH분자들이 검출되었으며, LH standard curve와 parallelism을 보이므로 흰쥐 유선의 LH가 뇌하수체 형과 동일할 가능성을 확인하였다. 본 연구는 흰쥐 유선에서 LH subunit들과 수용체 유전자가 발현됨을 최초로 보고한 것으로서, 흰쥐 유선이 LH의 생성처이면서 동시에 작용처이며 유선에서 합성된 GnRH의 조절하에 국부적인 인자로 작용할 가능성을 시사한다.