生长激素和生长激素受体的分子生物学

1 .生长激素的结构生长激素 (ｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅ ,ＧＨ)一般含有 1 91个氨基酸 ,约 2 2ｋＤ。猪与牛的ＧＨ氨基酸序列具有高度的同源性 (约 90 % ) [1] 。猪和牛的ＧＨ对人没有促进生长的作用 ,可能是猪和牛ＧＨ对人的生长激素受体(ｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒ ,ＧＨＲ )的结合亲和性低于人ＧＨ对人ＧＨＲ的结合亲和性的缘故。ＧＨｍＲＮＡ翻译的初级产物是前生长激素 ,它比成熟ＧＨ在Ｎ端多出 2 6个氨基酸残基的疏水信号肽[2 ] 。通过Ｘ射线衍射技术等研究发现 ,ＧＨ由 4个螺旋组成 ,自Ｎ端至Ｃ端依次为螺旋 1～ …     

生长激素受体的研究进展

生长激素（GH）在促进动物生长、发育等代谢过程中起着重要作用,GH发挥生理作用的第一步是与靶细胞膜表面的生长激素受体（CHR）结合。现已基本阐明了CHR的结构及由CHR介导的信号转导途径,对GHR基因表达调节的机制也有了一定的了解。GHR是由约620个氨基酸组成的单链跨膜糖蛋白,其胞外区、跨膜区及胞区内分别由约245、25及350个氨基酸组成。由GHR介导的信号转导途径主要有：①酪氨酸激酶系统;②蛋白激酶C途径;③胰岛素受体底物途径。营养状况及GH等内分泌因子对GHR的表达也有调节作用。     

中华鲟生长激素受体的分子克隆和功能分析

为研究生长激素对中华鲟生长的调控机制,克隆了中华鲟生长激素受体cDNA.csGHRcDNA的可读框编码了611个氨基酸残基的跨膜蛋白质,含有GHR的所有特征结构域.序列对比发现其他种属GHR中高度保守的氨基酸残基在csGHR中发生了替换.我们利用CHO细胞分析了csGHR的生物功能和csGHR分子中高度保守性氨基酸残基替换的生物意义.csGHR稳定表达细胞中共转染的受丝氨酸蛋白酶抑制剂2.1（Spi1.2）启动子驱动的荧光素酶报告基因受海鲤生长激素（seabream GH,sbGH）诱导表达,并且sbGH诱导稳定表达细胞显著增殖.csGHR稳定表达细胞培养液中检测到中华鲟生长激素结合蛋白质,并且csGHBP的生成需要金属蛋白酶活性的参与.csGHR配体结合域的Asp突变为Glu显著提高csGHR介导的上述生物活性,而Asp突变为Ala则明显降低csGHR的生物活性.这些结果表明,克隆的csGHR具有完全生物功能,并且csGHBP可能通过csGHR蛋白酶解而生成.这些发现将有助于全面了解中华鲟生长调控机制.     

豚鼠生长激素受体cDNA的克隆

报道了豚鼠肝生长激素受体（ＧＨＲ）的ｃＲＮＡ克隆和编码区序列。它由１８９９ｂｐ组成,编码６１０个氨基酸。此外,还报道豚鼠ＧＨＲ的结构特征和同源性比较的结果。     

黑鲷生长激素放射受体分析法的建立及其受体组织的分布

利用黑棘鲷 (Acanthopagrusbutcheri)生长激素 (brGH )作为配体 ,建立了黑鲷 (Sparusmacrocephalus)生长激素受体放射受体分析法 (RadioreceptorAssay ,RRA)并分析其组织分布特征。在 2 5℃下 ,12 5I brGH与黑鲷肝细胞膜蛋白的特异性结合具有如下特点 :(1)时间依赖性　特异性结合达最大结合量一半的时间 (Ta1/ 2 )为 10 4h ,结合达到平衡状态需 2 0h ;激素 受体复合物的解离在 3h之内最快 ,2 4h后仅解离约40 % ,表明激素 -受体复合物的结合仅具部分可逆转性 ;(2 )可饱和性　12 5I brGH与黑鲷肝细胞膜蛋白的特异性结合随着膜蛋白浓度或12 5I brGH加入量的上升而呈逐渐上升并达到饱和状态的趋势 ;(3)可取代性　12 5I brGH与黑鲷肝细胞膜蛋白的特异性结合可被非标记brGH竞争性地取代 ,将特异性结合取代 5 0 % (ED50 )所需非标记brGH约为 3 8ng ,非标记重组金鱼生长激素 (rgfGH)及人生长激素 (hGH)对12 5IbrGH的竞争性取代能力明显较brGH低 ,而重组金鱼催乳素 (rgfPRL)、羊催乳素 (oPRL)在该系统中几乎无交叉反应。Scachard作图分析表明黑鲷肝细胞膜蛋白存在brGH单一的高亲和结合位点 ,Ka为 (3 49± 0 2 4)× 10 10 (mol/L) -1,Bmax为 146 8± 10 6fmol/mgprotein。结果表明 ,brGH与黑鲷肝细胞膜蛋白的     

重组生长激素对猪生长激素受体和胰岛素样生长因子1基因表达及血清瘦蛋白水平的影响

16头长白×大约克去势公猪, 随机分成试验组和对照组, 每天注射重组猪生长激素(rpGH, 每头每天4 mg) 或生理盐水, 28 d后采样. 用RIA法测定血清中胰岛素样生长因子1(IGF-Ⅰ)和瘦蛋白含量, 用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)方法, 以18S rRNA作内标, 定量分析肝脏、肌肉生长激素受体 (GHR) 和IGF-ⅠmRNA的相对丰度.结果显示: (ⅰ) 试验组平均日增重提高26.1% ( P <0.05); (ⅱ)血清IGF-Ⅰ水平提高70.94% (P<0.01), 血清瘦蛋白降低34.80%(P<0.01); (ⅲ) 肝脏GHR mRNA增加24.45% (P < 0.05), IGF-ⅠmRNA增加45.30% (P<0.01), 背最长肌GHR和IGF-Ⅰ mRNA表达无明显变化. 结果表明, 重组猪生长激素能明显提高生长猪生长性能. 上调肝脏GHR, 促进肝脏产生IGF-Ⅰ, 而对肌肉GHR和IGF-I基因表达无影响, 提示重组GH对基因表达的影响有组织特异性.     

生长激素促分泌素受体(GHS-R)的发现及影响

生长激素的分泌不仅受到GHRH、SRIF的调节 ,还受到GHS R及其配体GHS的作用。本文综述了GHS R的发现背景、结构特点以及生理功能 ,讨论了GHS R促GH分泌的分子机制及其对多种组织器官可能影响 ,同时还探讨了除Ia和Ib亚型外还存在其它GHS R亚型的可能性。     

生长激素结合蛋白

动物的生长调控作用中垂体分泌的生长激素 (ＧＨ)起着重要的作用。ＧＨ的生理调控作用的发挥又与血液中的生长激素结合蛋白(ｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ ,ＧＨＢＰ)以及靶细胞膜上的生长激素受体 (ｇｒｏｗｔｈｈｏｒｍｏｎｅｒｅ ｃｅｐｔｏｒ,ＧＨＲ)的作用不可分割。这三者以及下丘脑的生长激素释放因子 (ＧＨｒｅｌｅａｓｅｆａｃ ｔｏｒ ,ＧＨＲＦ) ,还有垂体的生长抑素 (ｓｏｍａｔｏ ｓｔａｔｉｎ ,ＳＳ)等共同构成动物的内分泌生长轴(ｓｏｍａｔｏｔｒｏｐｉｃａｘｉｓ) ,对动物的生长发育起着决定性的…     

人生长激素突变体的制备及其对受体亲和力和生物活性的研究

本文采用DNA重组技术制备了三种重组人生长激素(recombinant human growthhormone,rhGH)突变体,并测定了其受体亲和力及对去垂体大鼠的促体重增加活力。实验结果显示其受体亲和力大小依次为:rhGH-E174A>rhGH-G120R>rhGH>rhGH-G120T。 rhGH-G120R和rhGH-G120T二种突变体相比rhGH来说,对去垂体大鼠促体重增加生物活性明显降低;rhGH-E174A突变体则完全丧失生物活性。由于rhGH-E174A的受体亲和办高于rhGH,表明它是一种较强的hGH拮抗剂,可能成为一种药物,在临床上用于治疗因hGH分泌过多而引起的疾病(例如巨人症,肢端肥大症等)。     

Autocrine/paracrine actions of growth hormone in human melanoma cell lines

Melanoma is the most aggressive skin cancer. Its aggressiveness is most commonly attributed to ERK pathway mutations leading to constitutive signaling. Though initial tumor regression results from targeting this pathway, resistance often emerges. Interestingly, interrogation of the NCI-60 database indicates high growth hormone receptor (GHR) expression in melanoma cell lines. To further characterize melanoma, we tested responsiveness to human growth hormone (GH). GH treatment resulted in GHR signaling and increased invasion and migration, which was inhibited by a GHR monoclonal antibody (mAb) antagonist in WM35, SK-MEL 5, SK-MEL 28 and SK-MEL 119 cell lines. We also detected GH in the conditioned medium (CM) of human melanoma cell lines. GHR, JAK2 and STAT5 were basally phosphorylated in these cell lines, consistent with autocrine/paracrine GH production. Together, our results suggest that melanomas are enriched in GHR and produce GH that acts in an autocrine/paracrine manner. We suggest that GHR may constitute a therapeutic target in melanoma.     

伴性矮小型鸡GH、GHR和IGF-1基因的表达变化

采用荧光实时定量PCR的方法, 从转录水平上分析了伴性矮小型鸡和普通鸡肝脏中GH、GHR和IGF-1基因的表达变化趋势。结果表明：伴性矮小型鸡和普通鸡肝脏组织中GH的mRNA表达量没有明显差异, 而GHR在矮小鸡中的表达量明显比普通鸡的高3倍多, 但IGF-1基因在矮小鸡肝脏中的表达量却远远低于普通鸡, 差异达到2个数量级。这表明, 伴性矮小型鸡GHR外显子10 和3′非翻译区的长片断缺失并没有降低GHR基因的表达, 相反有所增高, 这一过程中可能存在相应的功能代偿机制。与此同时, 在伴性矮小型鸡肝脏中几乎观察不到IGF-1基因的表达, 证明正是由于GHR基因的缺陷影响了GH生理效应的发挥。实验结果印证了伴性矮小表型与GH和GHR的转录水平无关, 而可能是GHR编码产物异常阻碍了GH-GHR-IGF信号通路, 导致IGF-1表达受阻, 不能发挥正常的生理功能。     

促性腺激素释放激素及多巴胺对斜带石斑鱼生长激素分泌及其mRNA表达的调控

研究斜带石斑鱼生长激素分泌及其mRNA表达的调控规律对于性别分化的控制、临床药物的选择,以及石斑鱼的增养殖等均具有重要的理论意义和实践意义。本文应用静态孵育系统,采用放射免疫测定法和化学发光液相杂交实验,研究GnRH和DA对斜带石斑鱼GH分泌、GHmRNA合成的调控作用。100nmol／LsGnRH作用斜带石斑鱼脑垂体碎片1也4h,明显促进GH的释放和GHmRNA的合成,并具有时间依存性;10nmol／L～1μmol／LsGnRH作用1h能明显促进斜带石斑鱼脑垂体释放GH,促进GHmRNA的合成,表现出明显的剂量效应。100nmol／L、1μmol／LmGnRH作用1h以一定的剂量依存方式促进GH的释放、促进GHmRNA的合成,但mGnRH的效应比相应剂量的sGnRH的作用弱。APO为DA受体的非选择性激动剂,不同剂量APO对斜带石斑鱼脑垂体碎片的作用结果显示,10nmol／L-1μmol／L APO以剂量依存方式促进斜带石斑鱼脑垂体碎片释放GH、促进GHmRNA的合成：1μmol／LAPO作用12h以上明显促进GH的释放和GHmRNA的合成,并随时间的延长而增加。与sGnRH对斜带石斑鱼GH释放、GHmRNA合成的作用相比,APO的作用较弱。本文研究结果证实GnRH和DA能促进斜带石斑鱼脑垂体GH释放和GHmRNA合成。     

大熊猫生长激素受体(GHR)cDNA的克隆与序列分析

根据已报道的若干物种GHR 基因cDNA 序列设计引物, 利用RT- PCR 技术首次从大熊猫肝脏组织总RNA中扩增出GHR 基因编码区全长cDNA 序列, 克隆于pGEM®-T 载体后进行测序和序列分析。结果表明,大熊猫GHR 的ORF为1 917 bp , 编码638 个氨基酸的前体蛋白, 由18 个氨基酸的信号肽和620 个氨基酸的成熟肽组成,与人、狗、猪GHR 结构相似, 大熊猫GHR 成熟肽由246 个氨基酸的胞外区、24 个氨基酸的跨膜区和350 个氨基酸的胞内区组成, 并具GHR 的特征性结构。序列相似性比较显示, 大熊猫GHR 与哺乳类GHR 具有69 %～93 %的高序列相似性, 与爬行类和鸟类的序列相似性也达到60 % , 而与鱼类的序列相似性较低, 仅为30 %左右。与其它哺乳动物GHR 相比, 大熊猫GHR 在氨基酸序列上也存在明显的特异性。     

生长激素受体信号相关因子在斑马鱼中的比较表达分析及GHR信号通路体内研究模型的建立(英文)

GHR信号通路在动物出生后的生长中扮演着重要角色。实验利用斑马鱼模型研究了GHR信号相关基因在成体组织、胚胎发育以及幼体期的表达情况,这些基因包括gh、ghra、ghrb、jak2a、jak2b、stat5.1、stat5.2、igf1、c-fos、socs1和socs2。值得关注的是,上述的大部分基因都存在母源性表达,且它们的合子表达均起始在体节早期之前。这说明在有功能性的脑垂体形成之前和完善的循环系统建立之前,GH及GH信号相关因子就已经存在于早期胚胎中,因此GH很可能是控制胚胎发育的一系列自分泌/旁分泌生长因子中的一员。同时,我们发现成体组织的socs表达水平与GH信号靶基因igf1和c-fos的表达呈某种程度的负相关。我们利用实时定量PCR技术和荧光素酶分析技术,通过注射GH和GHR表达载体,在斑马鱼胚胎中分析了它们促进GH信号靶基因c-fos和igf1转录活性以及GH应激启动子spi2.1活性的能力。由此,研究利用斑马鱼胚胎建立一个体内研究模型来评估发育过程中的GH信号激活(GHSA)。在受精后1天(dpf)和3dpf斑马鱼胚胎中,单独过表达gh或ghr均可以显著刺激GHSA,这表明在1dpf的斑马鱼胚胎中即存在功能性的GH和GHR蛋白表达,而这一时期是在功能性垂体的形成之前的。gh以及ghr的协同过表达则可以显著放大gh或ghr单独过表达的GHSA效果。     

瘦素对GH3细胞分泌和凋亡的影响

本文旨在探讨瘦素(leptin)对垂体瘤GH3细胞的生长激素(growth hormone,GH)分泌的作用及可能机制。我们观察了leptin对GH3细胞生长激素的分泌、细胞的增殖和凋亡的影响,结果显示:leptin(1、10和100 nmol/L)对GH3细胞的基础GH分泌有抑制作用(P<0.05),并存在剂量依赖效应。用10 nmol/L的leptin作用30 min、1和3 h对GH分泌无明显影响,而作用1、2和3 d则可抑制GH分泌(P<0.05)。应用噻唑蓝(MTT)比色分析法和流式细胞仪研究leptin对GH3细胞增殖和凋亡的影响,我们发现leptin对GH3细胞的增殖有抑制作用,并存在剂量依赖效应;同时leptin可减低GH3细胞的S期细胞比例,而G1期的细胞比例明显增加,进入2相和4相的凋亡细胞比例增加。上述结果表明,leptin可抑制GH3 细胞的基础GH分泌,其作用可能是通过抑制GH3细胞的DNA合成,促进GH3细胞的凋亡,从而影响GH的分泌。     

Genetic variations at the human growth hormone receptor (GHR) gene locus are associated with idiopathic short stature

GH plays an essential role in the growing child by binding to the growth hormone receptor (GHR) on target cells and regulating multiple growth promoting and metabolic effects. Mutations in the GHR gene coding regions result in GH insensitivity (dwarfism) due to a dysfunctional receptor protein. However, children with idiopathic short stature (ISS) show growth impairment without GH or GHR defects. We hypothesized that decreased expression of the GHR gene may be involved. To test this, we investigated whether common genetic variants (microsatellites, SNPs) in regulatory regions of the GHR gene region were associated with the ISS phenotype. Genotyping of a GT‐repeat microsatellite in the GHR 5′UTR in a Montreal ISS cohort (n = 37 ISS, n = 105 controls) revealed that the incidence of the long/short (L/S) genotype was 3.3× higher in ISS children than controls (P = 0.04, OR = 3.85). In an Italian replication cohort (n = 143 ISS, n = 282 controls), the medium/short (M/S) genotype was 1.9× more frequent in the male ISS than controls (P = 0.017, OR = 2.26). In both ISS cohorts, logistic regression analysis of 27 SNPs showed an association of ISS with rs4292454, while haplotype analysis revealed specific risk haplotypes in the 3′ haploblocks. In contrast, there were no differences in GT genotype frequencies in a cohort of short stature (SS) adults versus controls (CARTaGENE: n = 168 SS, n = 207 controls) and the risk haplotype in the SS cohort was located in the most 5′ haploblock. These data suggest that the variants identified are potentially genetic markers specifically associated with the ISS phenotype.     

Autocrine-paracrine inhibition of growth hormone and prolactin production by GH3 cell-conditioned medium

Summary In previous work we have shown that perifused GH₃ cells exhibit spontaneously accelerating growth hormone (GH) and prolactin (PRL) secretory rates. This behavior contrasts with GH and PRL secretion rates that are decreasing or stable over the same 3-d period in static cell culture. We now report that GH₃ cells maintained in serum-supplemented medium produce an autocrine-paracrine factor(s) which inhibits GH secretion in plate culture; PRL release is frequently reduced as well. The inhibitory effect of conditioned medium on GH secretion was concentration dependent, whereas PRL release was stimulated at low and inhibited at high concentrations over the same range. Extensive dialysis of conditioned medium using membranes with a molecular weight cut-off of 12 000–14 000 did not remove GH inhibition but produced a retentate that stimulated PRL secretion. Heat-inactivation of conditioned medium did not abolish inhibition of GH release but did remove the PRL-stimulatory effect. IGF-I added to fresh culture medium did not reproduce the GH-inhibitory effects of conditioned medium. We conclude that GH₃ cell secretory behavior in perifusion and plate culture systems may be partially explained by the production of an autocrine-paracrine factor: its accumulation in plate culture inhibits GH and PRL secretion whereas its removal, by perifusing medium, allows GH and PRL secretion to accelerate. Supported by grant DK33388 to M. E. S. from the National Institute of Health, Bethesda, MD, and in part by the Medical Research Service of the Veterans Administration, Washington, DC.