雌性哺乳动物促黄体素受体的研究进展.ppt

雌性哺乳动物促黄体素受体的研究进展,Advancement of Luteinizing Hormone Receptorin in Female Mammal,引言 LHR的结构和分布 LHR基因结构 LHR在卵巢中的表达 结语,引言,促黄体素受体（Luteinizing Hormone Recepter，LHR），即LH受体，是与G蛋白偶联的在哺乳动物生殖过程中起重要作用的糖蛋白激素受体超家族中的一员。LH通过与靶细胞上的LHR结合，激活腺苷酸环化酶系统，引起甾体激素的合成与分泌，参与哺乳动物受精卵着床、性腺发育及功能活动的调节,LHR的结构,LHR属于G蛋白偶联受体（Gprotein- coupled receptor，GPCR）超家族中的糖蛋白受体亚家族成员，LHR的cDNA编码一个分子量为75kDa、含674个氨基酸的糖蛋白,LHR为G蛋白偶联型受体，LHR具有7个跨膜区，4个胞质区以及由3个环状区和N端组成的细胞外区 LHR由两个功能单位组成：细胞外的激素结合域和锚定单元（anchoring unit）。细胞外域含341氨基酸，对LH或hCG有高的亲和力。锚定单元由7个跨膜（transmembrane，TM）胞浆模件（module）构成，具有信号转导和G蛋白偶联功能,附图 LHR结构模式图,细胞外区,跨膜区 环状区,胞质区,激素结合域,锚定单元,LHR的细胞外域有6个潜在的糖基化位点，7个跨膜螺旋被3个细胞内环（IL）和3个细胞外环（EL）连接。细胞外域主要特征为具有大约14个不完全重复富含亮氨酸序列（LRR）。每一个序列大约含有25个氨基酸残基，其功能是负责结合LH。该区域具有结合激素与跨膜区发生反应并介导信号传导的特性。跨膜螺旋具有结合G蛋白特性,研究发现，LHR、FSHR和TSHR具有类似富含Leu重复（LRR） ，重复基序均含有N端的Cys域。在外显子28间，这3种受体的LRR区域有43%的同源性；但N端和C端的氨基酸序列同源性下降，表明这些区域与激素特异性有关,LHR细胞内C末端部分（胞内区）由69个氨基酸组成，是发生磷酸化作用的部位。位于LHR尾端的两个同源基序（DSLL或GTALL）可使内吞化的激素-受体复合物由分解途径转向再利用途径 研究发现，在LHR细胞内C末端，大鼠有1个PKC磷酸化共有位点，猪有2个共有位点和1个潜在的氨酸激酶磷酸化位点,LHR的分布,LHR主要分布于性腺组织，即分布于睾丸Leydig细胞、卵巢颗粒细胞和黄体细胞。LHR在胎儿卵巢上没有检测到，但表达于出生早期。LHR也分布在大鼠前列腺、正常乳腺表皮细胞、恶性乳房损伤、恶性乳房肿瘤及几个癌细胞系（T47D、MCF7和ZR75）,LHR基因结构,LHR基因编码区由11个外显子和10个内含子组成，110外显子编码5非翻译区和大部分细胞外域，外显子11编码包含一个44氨基酸残基片段的细胞外域、跨膜域及其连接环、细胞浆尾和3侧翼区,11个外显子被10个内含子分隔，跨越70kb。外显子28和10大小相似，有69-81个碱基对组成，外显子1和9有近200个碱基对组成，外显子11则由1000个以上的碱基对组成 外显子3和8是螺旋结构时，外显子1、2、46和9是结构,外显子1编码5侧翼区，人、大鼠和猪的信号肽及在FSH和TSH均保守的4个Cys残基。28外显子富含Leu的重复，基序是由以70bp的间隔部位插入内含子所形成的基因组编码,通过Kytodoplittle亲水性、表面分布概率、抗原指数和糖化为点分析发现外显子1、3、510至少部分位于表面，而外显子2可能还有4是隐蔽性的。大鼠、小鼠、猪和人LHR的基因在外显子/内含子/外显子连接处的DNA顺序极其相似，说明这些哺乳动物LHR基因可能出于相同的进化过程中,LHR在卵巢中的表达,FSH可诱导LHR的表达，但主要由LH本身所诱导。对于去垂体的动物，用GH或GH与PRL相结合，可促进LHR表达和阻止去垂体后LHR的消失。LH的脉冲性释放能维持Leydig细胞的LHR和类固醇激素合成酶的水平。然而，内源性或实验性的LH水平的升高，可导致LHR下调和对激素信号的脱敏作用,人LHR外显子10的编码序列对受体在原生质膜的表达是重要的。 外显子9中的Cys257、Cys258，EL1中的 Cys321、Cys331、Cys417及外显子11中的Cys492对于受体的表面表达具有特殊作用，这些残基的突变导致LHR的细胞内滞留，但并不影响激素的结合。在成年Leydig细胞，翻译效率及蛋白质稳定性决定受体水平,在体内卵泡期及黄体期，LHR的一致性下调，同稳定状态的受体mRNA水平相关。在大鼠黄体化卵巢及培养的猪黄体细胞上，受体的一致性下调也同mRNA稳定性下降相关，但在MA10细胞，受体的下调与下降的LHR的转录有关,LHR在腔前卵泡中的表达,Sokka和OShaughness等分别报道了LHR在卵泡发育早期就已存在。JiWu等研究发现 LHR在体外发育的腔前卵泡中有一阶段性的表达 但是亦有很多研究结果表明，在小腔前卵泡的颗粒细胞中LHR的表达是可以忽略的,LHR在有腔卵泡中的表达,腔前卵泡发育至有腔卵泡以后，随着卵泡的发育长大，LHR得到了高度表达 LHR的表达是与卵巢中其mRNA水平平行相关的,Abdennebi等通过对高产的ROM羊和低产的IF羊研究发现，在小的有腔卵泡中，LHRmRNA在内膜细胞中有清晰的表达，但在颗粒细胞中，仅检测到低水平的LHRmRNA;在大的有腔卵泡中，LHRmRNA水平在内膜细胞和颗粒细胞中均有高度的表达,Bao等研究发现，在健康牛卵泡的颗粒细胞中，LHR水平随着卵泡的增大而提高，且 LHRmRNA表达水平在卵泡发育的后期高于前期。对猪的研究发现，LHRmRNA在成熟卵泡的颗粒细胞和卵泡膜中均有高度表达；不成熟卵泡中，仅在卵泡膜细胞中有少许表达。这与卵泡发育的后期对促性腺激素的依赖由FSH转向LH是相适应的,LHR在卵泡优势化过程中的表达,卵泡优势化过程中，LHR数量迅速增加。研究表明，在成年动物，LHRmRNA水平在动情周期的颗粒细胞和黄体细胞中变化最为明显，这说明优势卵泡的选择与LHRmRNA表达有很大关系,另有发现，在卵泡的选择期，特别是在优势卵泡和次级卵泡生长速度特殊的分化期，优势卵泡中具有较多的LHR，并且其数目逐渐增多。这主要是因为LH在卵泡优势化过程中发挥主导作用，因此与其相关的LHR水平必然逐渐升高。当优势卵泡在黄体期优势化时，LHR数目的增多，有利于LH脉冲振幅的升高，从而保证了黄体期优势卵泡的后期生长,LHR在排卵过程中的表达,对猪的研究发现，母猪的小卵泡中LHR仅200300个，而到排卵前的大卵泡就增加到10000个以上 Yuan等和Bao等分别在猪和牛的卵泡发育中证实了LHRmRNA在排卵前大卵泡的颗粒细胞能特异地高度表达,研究说明，LHR的增加就为颗粒细胞对排卵前LH峰起反应而引起的黄体化做好了准备。并且，LHR数量的增加大大提高了卵泡对LH的反应性。因此，卵泡能最终发育成熟和破裂排卵,卵巢内分泌、自分泌和旁分泌对LHR表达的调控作用,研究发现LHR是由雌激素与FSH协同诱导形成的，LHR的分化反过来又增强卵泡雌激素合成的能力，由此形成这一特定卵泡的良性循环；卵巢自分泌产生的类胰岛素样生长因子（IGF-）可引起LHR数量的上升，以维持优势卵泡的发育,对大鼠和小鼠的研究发现，转化生长因子（TGF-）和FSH可协同促进颗粒细胞表达LHR 另外，优势卵泡自分泌产生的抑制素有增加自身LHR分化和芳香化酶活性的能力，从而促进自身进一步发育，而周围的非优势化卵泡由于缺乏抑制素造成的LH分化而发生闭锁,结语,LHR是LH发挥功能的重要部位，在卵泡的优势化和排卵方面有重要的意义，在动物繁殖方面的有重要作用。LHR可能成为提高哺乳动物排卵率，提高动物繁殖率的重要目标 随着近几年，LHR在基因表达的调控即在卵巢中的表达得到了进一步研究，这将使LH在动物繁殖和疾病防治领域中应用更加广泛,THANK YOU,