下丘腦室旁核區(qū)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素型受體表達(dá)的影響因素及相關(guān)信號(hào)通路

下丘腦室旁核區(qū)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素型受體表達(dá)的影響因素及相關(guān)信號(hào)通路

大鼠促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素受體（crh-r1）由蜂蜜組成，主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)。周圍組織（皮膚、卵巢、子宮平滑肌等）也有crh-r1的發(fā)現(xiàn)。CRH-R1是與G蛋白相耦聯(lián)的跨膜結(jié)構(gòu)的受體,第二信使為環(huán)腺苷一磷酸(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP),其胞外區(qū)域有糖基化作用位點(diǎn),胞內(nèi)環(huán)狀結(jié)構(gòu)與羧基末端有磷酸化作用位點(diǎn)。促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin-releasinghormone,CRH)與受體結(jié)合后,通過(guò)G蛋白耦聯(lián),激活腺苷酸環(huán)化酶,使細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度增加,后者激活蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA),CRH的諸多作用都是通過(guò)此信號(hào)途徑實(shí)現(xiàn)的。在生理?xiàng)l件下,大鼠CRH-R1信使核糖核酸(mRNA)在嗅球、大腦皮層、紅核、小腦、垂體中表達(dá)較高,而在下丘腦中表達(dá)非常低。本文就下丘腦室旁核區(qū)(paraventricularnucleus,PVN)CRH-R1表達(dá)的影響因素、相關(guān)的信號(hào)通路綜述如下。1pvn區(qū)crh-l1mrna的表達(dá)1.1急、慢性應(yīng)激急性應(yīng)激可使下丘腦室旁核(PVN)區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯升高,慢性應(yīng)激可使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1表達(dá)高于對(duì)照組(未作任何處理),但明顯低于急性應(yīng)激時(shí)的表達(dá)。Imaki等采用雙標(biāo)原位雜交法檢測(cè),予以30分鐘急性限制性應(yīng)激后雄性Wistar大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)應(yīng)激后2小時(shí)下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯高于對(duì)照組(未作任何處理)。預(yù)先給予CRH-R1拮抗劑(CP-154,526)后,明顯削弱了應(yīng)激導(dǎo)致的促腎上腺皮質(zhì)激素(Corticotropin,ACTH)分泌。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了急性應(yīng)激使下丘腦PVN區(qū)神經(jīng)元激活至少部分是通過(guò)CRH-R1實(shí)現(xiàn)的。Bonaz等采用帶有35S標(biāo)記的核酸探針原位雜交法分析雄性Sprague-Dawlay大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá),1組予以1次90分鐘限制性應(yīng)激(急性應(yīng)激);2組予以每天90分鐘限制性應(yīng)激,連續(xù)11天(慢性應(yīng)激);3組為對(duì)照組(未作任何處理)。分別在急性應(yīng)激后和慢性應(yīng)激后0、1.5、3、6、12小時(shí)測(cè)定其下丘腦PVN區(qū)RH-R1mRNA的表達(dá),與對(duì)照組比較,發(fā)現(xiàn)慢性應(yīng)激組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯低于急性應(yīng)激組而高于對(duì)照組。急、慢性應(yīng)激誘導(dǎo)下丘腦PVN區(qū)小細(xì)胞產(chǎn)生大量的CRH,CRH誘導(dǎo)PVN區(qū)CRH-R1mRNA的高表達(dá),當(dāng)機(jī)體適應(yīng)環(huán)境后(慢性應(yīng)激)CRH-R1對(duì)PVN區(qū)CRH神經(jīng)元的調(diào)節(jié)作用可能被逐步減弱。腦干兒茶酚胺能細(xì)胞群(A1/C1,A2/C2)通過(guò)神經(jīng)支配下丘腦PVN區(qū),而在應(yīng)激時(shí)PVN區(qū)下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸的激活至關(guān)重要,在慢性應(yīng)激時(shí)HPA軸的反應(yīng)明顯降低至少部分是由于A1/C1的神經(jīng)沖動(dòng)輸入減少,從而使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)下降。1.2大劑量糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid,GC)大劑量GC對(duì)下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)有抑制作用,而生理劑量的GC對(duì)下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)有允許作用(permissivefunction)。Makino等采用原位雜交法觀察GC對(duì)大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)的影響:第1組予以腎上腺切除(adrenalectomy,ADX);第2組予以大劑量GC(CORT);第3組予以腎上腺切除+大劑量GC(ADX+CORT);第4組為對(duì)照組(未作任何處理)。發(fā)現(xiàn)ADX組和CORT組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)均明顯低于對(duì)照組,而ADX+CORT組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯高于對(duì)照組。這些結(jié)果說(shuō)明了下丘腦PVN區(qū)CRH的濃度與該區(qū)CRH的合成量呈正相關(guān),下丘腦PVN區(qū)高濃度的CRH與CORT可抑制該區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá);應(yīng)激導(dǎo)致的下丘腦PVN區(qū)兒茶酚胺增多使該區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)增高,并削弱了下丘腦PVN區(qū)高濃度的CRH與CORT對(duì)該區(qū)CRH-R1mRNA表達(dá)的抑制作用;腦干半橫斷削弱了應(yīng)激導(dǎo)致的CRH-R1mRNA的水平升高,提示在PVN區(qū)應(yīng)激導(dǎo)致的兒茶酚胺增加可能有助于CRH-R1mRNA的轉(zhuǎn)錄,使CORT對(duì)PVN區(qū)CRH-R1mRNA的轉(zhuǎn)錄抑制無(wú)效,但腦干半橫斷同時(shí)也損傷了大量的神經(jīng)肽能和氨基酸通路,這些通路對(duì)PVN區(qū)CRH-R1mRNA轉(zhuǎn)錄的潛在作用不能排除。1.3促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素CRH增強(qiáng)下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)。Imaki等采用原位雜交法分析大鼠中樞給予外源性CRH或急性應(yīng)激導(dǎo)致內(nèi)源性CRH產(chǎn)生增多后其下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)上述兩組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯升高,而對(duì)照組(未作任何處理)的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)非常低。1.4脂多糖(LPS)Grinevich等通過(guò)增加LPS劑量來(lái)觀察慢性免疫應(yīng)激對(duì)Wistar大鼠細(xì)胞因子表達(dá)及HPA軸的影響。反復(fù)給予LPS可導(dǎo)致大鼠體重下降、腎上腺重量增加、垂體POMCmRNA的水平升高;單次給予LPS后,血漿促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)及皮質(zhì)醇的水平升高,但反復(fù)給予LPS后上述兩者的升高效果被削弱;預(yù)先反復(fù)給予LPS后,在限制性應(yīng)激中血漿皮質(zhì)醇的水平下降;單次給予LPS后,PVN中CRH-R1mRNA在限制性應(yīng)激中的水平升高,但反復(fù)給予LPS后,PVN中CRH-R1mRNA在限制性應(yīng)激中的升高水平被削弱。1.5饑餓(Starvation)Makino等運(yùn)用原位雜交法觀察GC對(duì)大鼠下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)的影響:第1組予以饑餓4天;第2組為對(duì)照組(未作任何處理)。發(fā)現(xiàn)饑餓組的血漿皮質(zhì)醇的水平明顯高于對(duì)照組的,而饑餓組的下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)明顯低于對(duì)照組的。這些結(jié)果說(shuō)明了饑餓狀態(tài)下機(jī)體產(chǎn)生大量的血漿皮質(zhì)醇,血漿皮質(zhì)醇抑制下丘腦PVN區(qū)CRH-R1mRNA的表達(dá)。1.6其它因素Aguilera運(yùn)用原位雜交法分析誘導(dǎo)Piebald-Viral-Glaxo大鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)展過(guò)程中PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA及垂體前葉CRH-R1mRNA的表達(dá)。在炎癥誘導(dǎo)過(guò)程中,PVN中CRH-R1mRNA的表達(dá)水平未見升高;在炎癥誘導(dǎo)過(guò)程中對(duì)急性應(yīng)激表現(xiàn)為雙相反應(yīng):炎癥誘導(dǎo)過(guò)程中的第7天PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA的表達(dá)水平升高,在炎癥反應(yīng)高峰的第14天PVN中CRHmRNA、CRH-R1mRNA的表達(dá)升高水平被削弱。2pka在調(diào)節(jié)低糖誘導(dǎo)與pn的關(guān)系生理狀態(tài)下,下丘腦PVN區(qū)CRH的表達(dá)主要通過(guò)PKA通路。Itol等首先檢測(cè)佛波酯(phorbolester,TPA)直接注射到清醒大鼠的PVN區(qū)所導(dǎo)致的CRH基因表達(dá)和CRH分泌,TPA激活蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量升高,但沒(méi)有引起下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量升高,因此,認(rèn)為PKC在生理狀態(tài)下對(duì)CRH神經(jīng)元中CRH基因表達(dá)的上調(diào)可能無(wú)重要作用。而直接微量注射8-溴-環(huán)腺苷一磷酸(8-Br-Cyclicadenosinemonophosphate,8-Br-CAMP)至清醒大鼠的下丘腦PVN區(qū)可導(dǎo)致下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量升高,說(shuō)明了激活的蛋白激酶A(PKA)刺激了CRHmRNA的轉(zhuǎn)錄及CRH的釋放,CREB是PKA的底物,CRE序列存在于CRH基因的上游區(qū)域并被證明具有轉(zhuǎn)錄活性功能,因此,通過(guò)PKA激活刺激了下丘腦PVN區(qū)CRH的轉(zhuǎn)錄和釋放,并證明了cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(Cyclicadenosinemonophosphateresponseelementbindingprotein,CREB)通過(guò)結(jié)合CRE上游區(qū)域介導(dǎo)CRH基因轉(zhuǎn)錄的刺激。為進(jìn)一步評(píng)價(jià)AP-1(一種DNA結(jié)合蛋白,能識(shí)別一些基因的啟動(dòng)子區(qū)特殊的AP-1位點(diǎn),并與之結(jié)合,促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄)對(duì)機(jī)體CRH基因的轉(zhuǎn)錄激活和CRH釋放的可能作用,用C-jun的反義寡核苷酸直接注射到大鼠下丘腦PVN區(qū),12小時(shí)后用胰島素誘導(dǎo)的低血糖刺激下丘腦PVN區(qū)CRH神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)C-jun的反義寡核苷酸輕微削弱了低血糖導(dǎo)致的血漿ACTH升高,而對(duì)垂體前葉前阿片黑皮質(zhì)素信使核糖核酸(POMCmRNA)及下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量無(wú)影響,因此,JUN在介導(dǎo)低血糖誘導(dǎo)的CRHmRNA基因表達(dá)中可能不起重要作用,垂體后葉素的釋放刺激血漿ACTH升高,C-jun的反義寡核苷酸可能通過(guò)部分阻止垂體后葉素的釋放來(lái)輕微削弱了低血糖導(dǎo)致的血漿ACTH升高,而不是通過(guò)激活POMC基因表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;用C-fos的反義寡核苷酸直接注射到大鼠下丘腦PVN區(qū),1小時(shí)后用胰島素誘導(dǎo)的低血糖刺激下丘腦PVN區(qū)CRH神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)C-fos的反義寡核苷酸對(duì)血漿ACTH、垂體前葉POMCmRNA及下丘腦PVN區(qū)CRHmRNA含量均無(wú)影響,因此,FOS在介導(dǎo)低血糖誘導(dǎo)的CRHmRNA基因表達(dá)中可能不起作用。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)提示了CRH-R1激活后,主要通過(guò)PKA通路調(diào)節(jié)垂體POMC的表達(dá)。Rossant等運(yùn)用免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)、蛋白質(zhì)印跡法、影像技術(shù)研究蛙皮降壓肽(結(jié)構(gòu)、生理功能與CRH類似)激活轉(zhuǎn)染了CRH-R1或CRH-R2α的CHO細(xì)胞后的信號(hào)傳導(dǎo)通路,發(fā)現(xiàn)蛙皮降壓肽能使絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)的活化(磷酸化)增加、細(xì)胞內(nèi)鈣池活動(dòng)增加、轉(zhuǎn)錄因子CREB的磷酸化(依賴劑量和時(shí)間的方式)增加。通過(guò)刺激CRH-R1或CRH-R2α使cAMP、Ca2+、MAPK的信號(hào)傳導(dǎo)通路激活,而PKA信號(hào)傳導(dǎo)通路活化導(dǎo)致CREB磷酸化,而MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子ELK1發(fā)揮協(xié)同作用,磷酸化的CREB直接調(diào)節(jié)POMC的基因表達(dá),而ELK1激活可使核內(nèi)C-fos蛋白增加,從而增加POMC的基因表達(dá)。3pka通路對(duì)k-ras基因突變的crh-s1表達(dá)的影響綜上所述,急性應(yīng)激、慢性應(yīng)激、ADX+CORT、CRH、LPS使下丘腦PVN區(qū)CRH-R1的表達(dá)明顯增強(qiáng),但慢性應(yīng)激低于急性應(yīng)激、ADX+CORT、CRH,反復(fù)給予LPS后下丘腦PVN區(qū)CRH-R1的表達(dá)明顯低于單次給予LPS,在炎癥誘導(dǎo)過(guò)程中對(duì)急性應(yīng)激表現(xiàn)為雙相反應(yīng):炎癥誘導(dǎo)過(guò)程中的第7天PVN中CRH、CRH-R1的表達(dá)水平升高,在炎癥反應(yīng)高峰的第14天PVN中CRH、CRH-R