흰쥐 뇌하수체 전엽 follicle stimulating hormone β-subunit 조절기전에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

Follicle stimulating hormone(FSH)은 뇌하수체 전엽의 gonadotrope에서 생성 분비되는

당단백 홀몬으로 α와 β두개의 subunit으로 구성되어 있다. α와 β subunit은 각기 서

로 다른 유전자에 의해 생성되며 비공유 결합에 의해 연결되어 있다.

FSH분비는 시상하부에서 만들어지는 gonadotropin releasing hormone (GnRH)과 시상하

부나 뇌하수체로 feedback하여 작용하는 난소홀몬 및 inhibin에 의해 조절된다고 밝혀졌

다. 그러나 α 및 β subunit의 생합성이 유전자 발현 수준에서 어떻게 조절되는지에 관

하여는 정확히 밝혀지지 않고 있다. 최근 α subunit 및 FSHβ subunit의 유전자 구조가

밝혀지고 이들의 cDNA가 만들어지므로서 cDNA를 probe로 사용하여 성선자극 홀몬의 합성

기전을 규명하는 연구가 진행되고 있다.

따라서 본 실험은 첫째, α 및 FSHβ subunit생합성이 혈중 FSH분비와 같은 양상으로

조절되는지, 둘째, 난소홀몬이 전사단계에서 α및 FSHβ subunit 생합성을 어떻게 조절하

는지, 셋째, 서로 다른 유전자에 의하여 만들어진 α 및 FSHβ subunit생합성이 같은 기

전으로 조절되는지를 규명하기 위하여 행하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 난소제거후 시간 경과에 따라 FSH분비와 마찬가지로 α 및 FSHβ subunit mRNA 농도

가 증가하였다.

2. 난소제거로 증가된 FSH 분비는 estradiol 1회 투여로 영향을 받지 않았으나 progest

erone 투여로는 억제되었다. 난소제거후 증가된 α subunit mRNA 농도는 estradiol 및 pr

ogesterone 투여로 감소하는 경향을 보였으나 FSHβ subunit mRNA 농도는 progesterone

투여로 유의하게 억제되었다. 난소홀몬 연속투여는 난소제거로 증가된 혈중 FSH 및 subun

it mRNA 농도를 난소홀몬 1회 투여시와 비슷하게 억제하였으나 더욱 강력한 억제현상을

보였다.

3. 항에스트로젠제(LY117018)는 난소제거후 estradiol에 의하여 억제된 FSH 분비를 유

의하게 회복하였으며, 항프로게스테론제(RU486)도 progesterone에 의하여 억제된 FSH 분

비를 유의하게 회복시켰다. LY117018은 α 및 FSHβ subunit mRNA 농도를 증가시키는 경

향을 보였으나 RU486은 α 및 FSHβ subunit mRNA농도를 유의하게 회복시켰다.

4. Opioid 수용체 차단제인 naloxone은 난소제거후 estradiol이나 progesterone에 의하

여 감소된 FSH 분비와 α 및 FSHβ subunit mRNA농도를 회복시키지 못하였다.

이상의 결과로 보아 FSH subunit 생합성은 대체로 난소홀몬에 의하여 전이전(pretransl

ation)단계에서 조절되나 progesterone의 작용이 더 강하였으며, 또한 α subunit 및 FSH

β subunit생합성은 각각 다른 기전에 의하여 조절된다고 생각된다.

Regulation of FSHβ Subunit Synthesis in Anterior Pituitary Gland of Rat

Byung Seok Lee

Department of Medical Scince The Graduate School, Yonsei University

(Direcfed by Professor S.S. Hong, M.D.)

Follicle stimulating hormone(FSH) consists of α and β subunits, which are

encoded by separate genes. Pituitary release of FSH appears to be regulated by the

hypothalamic GnRH and the gonadal steroid hormones. In addition, inhibin and

follistatin produced by the gonad have been known to inhibit FSH secretion

selectively. However, little is known about their regulation of the biosynthesis of

FSH subunits at transcriptional and posttranscriptional levels. In the present

study, we studied the time course of changes in a and FSHβ subunit mRNA

concentrations after castration and the effects of ovarian steroids on α and FSHβ

subunit mRNA in ovariectomized rats in order to determine whether FSH subunit

synthesis is modulated at the pretranslational levels, and whether synthesis and

secretion are differently regulated.

Results are as follows:

1. The time course of the rise in the steady state α subunit and FSHβ subunit

mRNA levels were observed after ovariectomy, which paralleled the increases in

serum and pituitary FSH concentrations. The time course experiments revealed

differences in the patterns of α and FSHβ subunit mRNA responses, the rise in

FSHβ subunit mRNA levels being more prominent than the rise in α subunit mRNA.

2. FSHβ mRNA levels were negatively regulated by the single injection of

progesterone but not by estradiol, suggesting that FSHβ subunit mRNA seemed to be

more sensitive to negative feedback by progesterone than estradiol. Similar results

were obtained by the continuous treatment of ovarian steroids far 1∼4 days, but

inhibition was more prominent with continuous treatment.

3. Treatment of antiestrogen, LY117018 or antiprogesterone, RU486 significantly

reduced inhibitory effects of estradiol or progesterone on FSH secretion.

Furthermore, RU486 significantly restored α and FSHβ subunit mRNA levels which

was suppressed by the progesterone treatment.

4. Opioid receptor blocker, naloxone did not modulate α and FSHβ subunit mRNA

levels as well as FSH secretion in ovariectomized rats.

It is, therefore, concluded that estradiol and progesterone inhibit the synthesis

of FSH at the pretranslational level by modulating the steady state levels of α

and FSHβ subunit mRNA, progesterone effect being more promiment than that of

estradiol and α and FSHβ subunit are regulated in a different manner.