Effect of Growth Hormone Releasing Hormone on the Proliferation of Cultured Cells Derived from Rat Anterior Pituitary Gland

배양중인 흰쥐 뇌하수체 전엽 세포의 증식에 미치는 Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH)의 영향

Growth hormone releasing hormone (GHRH), the major hypothalamic stimulus of GH secretion from the anterior pituitary gland, has been found to be present in several extrahypothalamic sites including placenta testis, ovary and anterior pituitary gland. The present study was performed to elucidate the role of pituitary GHRH on proliferation of cells derived from rat anterior pituitary gland. The GHRH content of pituitary tissue, cultured pituitary cells, and the conditioned media was evaluated by radioimmunoassay (RIA). Primary cultures of pituitary cells derived from adult rats were prepared by enzymatic dispersion. Significant amounts of GHRH-like molecules were detected in both pituitary tissue and cell cultures by GHRH RIA. Competition curves with increasing amounts of tissue extracts and conditioned media were parallel with those of standard peptide, indicating that the pituitary GHRH-like material is similar to authentic GHRH. To analyze specific cell types responsible for producing GHRH in anteroior pituitary, cell fractionation technique combined with GHRH RIA was performed. In cell fractionation experiment, the highest level of GHRH content was found in gonadotrope enriched-fraction and followed by somatotrope-, lactotrope- and thyrotrope-fraction. Treatment of pituitary cells with GHRH resulted in a dose-dependent increase in [$^3$H] thymidine incorporation. The mitogenic effect of GHRH could be mediated by typical oncogenic activation since the GHRH induced transient increase in c-fos mRNA levels with peak response at 30 minutes. The present study demonstrated that i) the pituitary GHRH expressed in the rat anterior pituitary gland can be secreted, ii) among the various cell types, gonadotropes and somatotorpes are the major GHRH source, and iii) the GHRH treatment increased the [$^3$H] thymidine incorporation and c-fos transcriptional activity in the pituitary cell culture. These findings suggested that GHRH could participated in the paracrine and/or autocrine regulation of cell proliferation, as well as promoting growth hormone secretion.

흰쥐 시상하부에서 합성ㆍ분비되어 뇌하수체 전엽에서의 growth hormone (GH) 분비를 촉진하는 growth hormone releasing hormone (GHRH)이 시상하부 이외 조직들 (extrahypothalamic tissues)인 태반, 생식소, 그리고 뇌하수체 전엽에서도 발현됨이 보고되었다. 본 연구는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 발현되는 GHRH의 기능을 조사하기 위해 i)세포 배양을 시행하면서 GHRH의 세포내 함량, 분비 그리고 세포분획법 (cell-fractionation)을 사용하여 분리한 뇌하수체 세포 유형별로 GHRH 함량을 방사면역측정법으로 조사하였고, ii)체외배양 중인 뇌하수체 전엽세포의 증식에 미치는 GHRH의 효과를 측정하기 위해 [$^3$H] thymidine incorporation assay를, 그리고 iii) GHRH의 세포분열 촉진 효과와 세포내 c-fos 유전자 발현과의 상관관계를 조사하기 위해 northern blot analysis를 시행하였다. GHRH 방사면역측정법을 시행한 결과 상당량의 GHRH-like 분자들이 흰쥐 뇌하수체 전엽내에 존재하고, 체외 세포배양시 분비됨을 관찰하였다. 세포분획을 사용한 실험에서 GHRH 함량은 gonadotrope, somatotrope, lactotrope 그리고 thyrotrope 순으로 나타났다. 이 러한 결과는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 생성된 GHRH가 국부적인 조절인자, 특히 상이한 유형의 세포들 간의 상호조절 (cross-talk)을 통해 뇌하수체 전엽에서의 세포분열과 분화, 그리고 기능조절에 관여할 가능성을 보여주었다. GHRH는 체외 배양중인 뇌하수체 전엽세포의 [$^3$H] thymidine incorporation을 농도의존적으로 증가시켰으며, 이러한 GHRH의 세포분열 촉진 효과는 예상대로 세포내 oncogene 활성 의 증가를 통해 일어나는 것임을 c-fos northrn blot으로 확인하였다. 결론적으로, 본 연구는 흰쥐 뇌하수체 전엽에서 합성되는 GHRH가 paracrine 또는 autocrine 기작으로 GH의 분비 촉진 이외에도 세포분열의 조절함을 시사하는 것이다.