Objective: Recent studies have challenged the traditional paradigm that growth hormone receptor (GHR) displays physiological functions only in the cell membrane. It has been demonstrated that GHR localizes to the cell nucleus and still exhibits important physiological roles. The phenomenon of nuclear localization of growth hormone (GH)-induced GHR has previously been described in vitro. However, until recently, whether GH could induce nuclear localization of GHR in vivo was unclear. Methods: In the present study, we used pig as an animal model, and porcine growth hormone (pGH) or saline was injected into the inferior vena cava. We subsequently observed the localization of porcine growth hormone receptor (pGHR) using multiple techniques, including, immunoprecipitation and Western-blotting, indirect immunofluorescence assay and electronmicroscopy. Results: The results showed that pGH could induce nuclear localization of pGHR. Taken together, the results of the present study provided the first demonstration that pGHR was translocated to cell nuclei under pGH stimulation in vivo. Conclusion: Nuclear localization of pGHR induced by the in vivo pGH treatment suggests new functions and/or novel roles of nuclear pGHR, which deserve further study.
A series of antagonists specifically targeting growth hormone receptors (GHR) in different species, such as humans, rats, bovines, and mice, have been designed; however, there are currently no antagonists that target the porcine growth hormone (GH). Therefore, in this study, we developed and characterized a porcine GHR (pGHR) antibody antagonist (denoted by AN98) via the hybridoma technique. The results from enzyme-linked immunosorbent assay, fluorescence activated cell sorter, indirect immunoinfluscent assay, and competitive receptor binding analysis showed that AN98 could specifically recognize pGHR, and further experiments indicated that AN98 could effectively inhibit pGH-induced signalling in CHO-pGHR cells and porcine hepatocytes. In addition, AN98 also inhibited GH-induced insulin-like growth factor-1 (IGF-1) secretion in porcine hepatocytes. In summary, these findings indicated that AN98, as a pGHR-specific antagonist, has potential applications in pGH-pGHR-related research on domestic pigs.
B-32 is one of a panel of monoclonal anti-idiotypic antibodies to growth hormone (GH) that we developed. To characterize and identify its potential role as a novel growth hormone receptor (GHR) agonist, we determined that B-32 behaved as a typical $Ab2{\beta}$ based on a series of enzyme-linked immunosorbent assay assays. The results of fluorescence-activated cell sorting, indirect immunofluorescence and competitive receptor binding assays demonstrated that B-32 specifically binds to the GHR expressed on target cells. Next, we examined the resulting signal transduction pathways triggered by this antibody in primary porcine hepatocytes. We found that B-32 can activate the GHR and Janus kinase (2)/signal transducers and activators of transcription (JAK2/STAT5) signalling pathways. The phosphorylation kinetics of JAK2/STAT5 induced by either GH or B-32 were analysed in dose-response and time course experiments. In addition, B32 could also stimulate porcine hepatocytes to secrete insulin-like growth factors-1. Our work indicates that a monoclonal anti-idiotypic antibody to GH (B-32) can serve as a GHR agonist or GH mimic and has application potential in domestic animal (pig) production.
본 연구는 돼지에서 성장호르몬과 결합되는 부위에 변이를 유도하여 결합력이 향상된 성장호르몬 결합단백질을 획득하기 위하여 수행되었다. 돼지의 지방으로부터 얻은 성장호르몬 수용체 RNA 내 성장호르몬 결합단백질 부분을 756 bp의 cDNA로 전향하고 클로닝한 후 site-directed mutagenesis 방법을 이용하여 26과 122번째 아미노산을 변이시켰다. 26번째 아미노산은 성장 호르몬과의 결합에 관련이 있다고 알려져 있는 돼지 성장호르몬 수용체 외막에 존재하는 다섯 군데의 N-linked glycosylation 부위와 가까이 위치한 부분이고, 122번째 아미노산은 소에서의 결합부위로 알려져 있다. 이렇게 변이를 유도한 성장호르몬 결합 단백질을 pET-32(c) 발현벡터에 삽입시키고 과발현시켰고 이를 정제하여 30 kDa의 변이를 유도한 성장호르몬 결합 단백질을 얻었다. 이러한 방법으로 성장호르몬 결합 단백질을 성장기에 있는 세포나 동물에 주입한다면 보다 향상된 성장을 볼 수 있을 것으로 사료된다.
The aims of this study were to detect spontaneously occurring apoptosis in cultured porcine ovarian cells, to examine the role of growth hormone (GH), tyrosine kinase (TK), protein kinase G (PKG) and cyclin-dependent kinase (CDK) in the control of this process, and to determine whether the effect of GH on apoptosis is mediated by TK-, PKG- and cdc2-dependent intracellular mechanisms. We studied the action of pGH (10 ng/ml), blockers of TK (genistein, lavendustin, both 100 ng/ml), PKG (Rp-Br-PET-cGMPS, 50 nM; KT5823, 100 ng/ml) and CDK (olomoucine, $1{\mu}g/ml$), as well as combinations of GH with these blockers, on the onset of apoptosis in cultured granulosa cells isolated from antral (3-6 mm) porcine follicles. The functional characteristics of an early apoptotic event, DNA fragmentation, were determined using terminal deoxynucleotidyltransferase (TdT)-mediated dUTP nick end labelling (TUNEL), whilst morphological signs of advanced apoptosis such as pyknosis, chromatin marginalization, shrinkage and fragmentation of nucleus, were detected using routine light microscopy. After culture, some ovarian granulosa cells exhibited DNA fragmentation, which in some cases was associated with morphological apoptosis-related changes (pyknosis, shrinkage and fragmentation of the nucleus). GH significantly reduced the proportion of TUNEL-positive cells. Neither TK nor CDK blockers when given alone, significantly affected the percentage of TUNEL-positive cells although both PKG blockers significantly increased this index. Furthermore, TK and PKG blockers given together with GH, prevented or reversed the inhibitory effect of GH on apoptosis, whilst the CDK blocker olomoucine promoted it. These observations demonstrate apoptosis in porcine ovaries and suggest the involvement of GH, TK, PKG and CDK in the control of this process. They also suggest that the effect of GH on ovarian apoptosis is mediated or regulated by multiple signalling pathways including TK-, PKG- and CDK-dependent intracellular mechanisms.
Growth hormone-releasing hormone (GHRH), a hypothalamic neuropeptide can stimulate the growth hormone secretion from the anterior pituitary. In this study, a porcine GHRH expression plasmid pHC-GHRH was used to enhance growth performance through ectopic expressions in muscle tissues of rats. Rats injected with the plasmid of pHC-GHRH and pCMV-GHRH exhibited cumulative weight gains 6.4% and 1% greater than controls. During a 5-day period, significant weight gain differences were observed as follows compared with that of control: during 5-10 days post-injection (DPI) period, the group pHC-GHRH on average 14.5% heavier than controls, $40.73{\pm}0.88$ g vs. $35.57{\pm}1.23$ g (p = 0.0023); during 10-15 DPI period, the group pHC-GHRH on average 13.6% heavier than controls, $37.49{\pm}2.85$ g vs. $33.00{\pm}1.56$ g (p = 0.0146); during 15-20 DPI period, the group pHC-GHRH on average 17.8% heavier than controls, $25.64{\pm}1.39$ g vs. $21.77{\pm}1.27$ g (p<0.05). In addition, plasmids-treated rats maintained higher serum IGF-I than controls. Significant differences of IGF-I were observed on 13 DPI and on 40 DPI in pHC-GHRH group compared with that of controls. This was accomplished through the use of an improved expression cassette that included the cytomegalovirus (CMV) immediate early enhancer/promoter in combination with a 1.5-kilobase portion of porcine ${\alpha}$-skeletal muscle actin promoter.
1. 돼지 성장호르몬을 연간 6000Kg을 생산하는 공장의 공정 설계를 Macintosh PC를 사용한 Bio D Designer를 이용해서 공정모사를 해 보았다. 각 단 위공정의 계산자를 정하기 위한 계산을 가정과 플라 스크배양의 결과를 이용하여 up-stream을 설계하고, downstream에서는 25%의 분리정제 수율을 가 정하고 전체공정을 설계하였다. 2. 경제성 분석에 의하연 돼지 성장호르몬의 dose 당 $ 2.00로 할 때 투자상환율 (return on investm ment, ROI)이 일 년에 104%이었으며, 투자금액의 상환에 걸리는 시간은 약 1년(0.96\건)이 걸리는 것으로 나왔다. 3. Sensitivity분석에 의하면 투자상환율은 돼 지 성장호르몬의 수율, 가격, 사용량 및 시장잠식율 순서의 변수에 의해 결정되는 것을 알 수 있었다.
Biologically active peptides, including growth factors and cytokines, participate in various biological processes in human skin. They could provide a great advantage of maintaining healthy skin. Many peptide growth factors like epidermal growth factor (EGF) and human growth hormone (hGH) have been used in cosmetic formulations. The delivery of peptide growth factors across the Stratum corneum, however, seems not sufficient because of their physical properties such as high molecular weight and hydrophilicity. So increasing the penetration of growth factors of interest into skin would be a major concern for ensuring their maximum biological efficacy. In this study, we have identified several skin penetration-enhancing peptides which facilitate delivery of growth factors, when fused at N-terminus of the target protein, into skin. For efficient and rapid screening, we constructed a skin-penetrating assay system using Franz cell and porcine skin. Next, we carried out phage display screening using M-13 bacteriophage with random 12 -amino acid library on its coat protein P3 on that system. After several selection rounds, peptide sequences facilitate the penetration of phages through the porcine skin were identified from a large population of phages. We found that phages with the most potent peptide (S3-2, NGSLNTHLAPIL) could penetrate the porcine skin eight times more than those with control peptide (12 mino acids scrambled peptide). Furthermore, growth factors conjugated with S3-2 peptide penetrate porcine skin three to five times efficiently than non-conjugated growth factors. In conclusion, our data shows that the skin penetration-enhancing peptide we have characterized could increase the delivery of growth factors and is useful for cosmeceutical application.
Wang, Wenjun;Huang, Lusheng;Gao, Jun;Ding, NengShui;Chen, Kefei;Ren, Jun;Luo, Ming
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제16권2호
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pp.161-164
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2003
The polymorphism of the growth hormone gene in 12 pig breeds (total n=475) was detected by PCR-Apa I-RFLP, and allele A (449 bp, 101 bp and 55 bp) or allele B (316 bp, 133 bp, 101 bp and 55 bp) were observed. In these pig breeds, we found that European pig breeds had high frequencies of allele B, while Chinese native pig breeds had high frequencies of allele A. In addition, the role of porcine GH was investigated in 117 Nanchang White pigs and 361 Large Yorkshire pigs. Eight traits about growth and carcass were recorded for analyzing associations between GH gene polymorphism and performance quantitative traits. In the Nanchang White pigs, no significant difference was observed between different genotypes and different growth and carcass traits. In Large Yorkshire pigs, those with BB genotype had more lean percentage than pigs with AA genotype (p<0.05). Based on these results, we conclude that the GH locus should be further investigated in commercial breeds to determine its suitability for use in marker-assisted selection programmes.
This study was conducted to investigate stimulatory effect of epidermal growth factor (EGF) on nuclear maturation and the expression level of EGF-receptor (EGFR), GM-130 (a marker of Golgi apparatus), transport protein Sec61 subunit beta ($Sec61{\beta}$), and coatomer protein complex subunit gamma 2 (COPG2) in porcine oocytes. The cumulus-oocyte complexes were collected from follicle with 3-6 mm in diameter. They were incubated in medium with/without EGF for 22 h (IVM I) and subsequently incubated hormone-free medium with/without EGF for 22 h (IVM II). Nuclear maturation state was checked by aceto-orcein stain. Protein expression of EGFR, GM-130, $Sec61{\beta}$, and COPG2 were measured by immunofluorescence. In results, nuclear maturation of oocytes in EGF non-treated oocytes were significantly lower than EGF-treated groups at IVM I or IVM II stage (P<0.05), whereas maturational rate in EGF treatment groups at both of IVM stage was higher in among the all treatment groups (P<0.05). EGFR, GM-130, $Sec61{\beta}$ and COPG2 were expressed in the cytoplasm of oocytes. Especially, GM-130 and EGFR were strongly expressed, but $Sec61{\beta}$ and COPG2 were weakly expressed in cortical area of cytoplasm. The protein level of GM-130, $Sec61{\beta}$, and COPG2 were significantly higher in the EGF-treated groups (P<0.05). However EGFR was no difference between non EGF-treated groups and control. In conclusion, EGF plays an important role in the systems for oocyte maturation with endoplasmic reticulum and Golgi apparatus. In addition, the protein levels of $Sec61{\beta}$ and COPG2 could be changed by EGF in the porcine oocytes during maturation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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