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Role of olfactory marker protein in regulating prolactin production and secretion in lactotrophs

Other Titles
 후각표지단백질에 의한 뇌하수체 프로락틴분비세포의 프로락틴 분비 조절 기전 연구 
Authors
 강찬우 
College
 College of Medicine (의과대학) 
Department
 Yonsei Biomedical Research Center (연세의생명연구원) 
Degree
박사
Issue Date
2021-02
Abstract
Olfactory marker protein (OMP) is a marker of olfactory receptor-mediated chemoreception, even outside the olfactory system. Here, we report that OMP expression in the pituitary gland plays a role in basal and thyrotropin-releasing hormone (TRH)-induced prolactin (PRL) production and secretion. We found that OMP was expressed in human and rodent pituitary glands, especially in PRL-secreting lactotrophs. OMP knockdown in GH4 rat pituitary cells increased PRL production and secretion via extracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2 signaling. Real-time PCR analysis and the Ca2+ influx assay revealed that OMP was critical for TRH-induced PRL secretion. OMP-knockout mice showed lower fertility than control mice, which was associated with increased basal PRL production via activation of ERK1/2 signaling and reduced TRH-induced PRL secretion. However, both in vitro and in vivo results indicated that OMP was only required for hormone production and secretion because ERK1/2 activation failed to stimulate cell proliferation. Additionally, patients with prolactinoma lacked OMP expression in tumor tissues with hyperactivated ERK1/2 signaling. These findings indicate that OMP plays a role in PRL production and secretion in lactotrophs through the modulation of Ca2+ and TRH signaling.

후각표지단백질 (OMP)은 후각 상피 내의 후각 수용세포에서 특징적으로 발현되는 세포질 단백질이다. 최근 시퀀싱 기술이 발달하면서 OMP가 내분비계와 같은 후각 기관계가 아닌 조직에서도 발현되는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 OMP가 인간과 마우스 뇌하수체 전엽의 프로락틴 분비세포에서 발현하는 것을 확인하였고, OMP가 후각수용세포의 세포내 칼슘을 조절하여 신호전달의 종결을 조절하는 것처럼 프로락틴 호르몬 분비에 미치는 영향 및 기전을 연구하였다. 프로락틴을 분비하는 GH4 세포에서 OMP발현을 억제하자 ERK1/2의 인산화가 증가되었고 프로락틴 생성 및 분비를 증가시켰다. 또한, Real-time PCR 분석과 칼슘 유입분석 결과를 통해 OMP가 다른 신경호르몬 도파민과 에스트로젠이 아닌 갑상샘자극 호르몬-분비호르몬에 의한 프로락틴 생성 및 분비에 관여하는 것을 확인하였다. OMP가 결핍된 마우스에서는 대조군 마우스에 비해 ERK1/2 활성 증가 및 기저 프로락틴 분비가 증가되었고, 생식능력이 떨어지는 표현형을 보였다. OMP에 의해 증가된 ERK1/2 인산화는 세포증식에는 관여하지 않고 프로락틴의 생산과 분비에만 관여하였다. 프로락틴 분비 뇌하수체선종 환자에서는 ERK1/2 인산화 및 프로락틴 발현이 정상인의 조직에 비교했을 때 확연히 증가되어 있는 반면, OMP의 발현은 정상인에 비해 확연하게 감소되어 있었다. 결론적으로, OMP는 칼슘과 갑상샘자극호르몬-분비호르몬 신호 기전을 조절하여 프로락틴 분비세포의 프로락틴 생산과 분비에 중요한 역할을 담당한다고 할 수 있다.
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1. College of Medicine (의과대학) > Dept. of Internal Medicine (내과학교실) > 3. Dissertation
Yonsei Authors
Kang, Chan Woo(강찬우)
URI
https://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/185137
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