stringtranslate.com

нейрон ГнРГ

Нейроны ГнРГ , или нейроны, экспрессирующие гонадотропин-рилизинг-гормон , являются клетками в инфундибулярном ядре гипоталамуса в мозге, которые контролируют высвобождение репродуктивных гормонов из гипофиза. [1] Эти клетки мозга контролируют воспроизводство, секретируя ГнРГ в капиллярный кровоток гипофизарного воротного пути , поэтому их иногда называют «половыми нейронами». Эта небольшая капиллярная сеть переносит ГнРГ в переднюю долю гипофиза, вызывая высвобождение лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в более широкий кровоток. Когда нейроны ГнРГ меняют свой паттерн высвобождения с ювенильного на взрослый паттерн секреции ГнРГ, начинается половое созревание. Неспособность нейронов ГнРГ сформировать правильные связи или неспособность успешно стимулировать гипофиз ГнРГ означает, что половое созревание не начинается. Эти нарушения в системе ГнРГ вызывают репродуктивные нарушения, такие как гипогонадотропный гипогонадизм или синдром Каллмана .

Флуоресцентное изображение нейронов ГнРГ (синего цвета) с элементами их клеточного цитоскелета, показанными красным и зеленым цветом.

Происхождение

В 1989 году две исследовательские группы независимо друг от друга обнаружили, что нейроны ГнРГ, которые у взрослых разбросаны по всему гипоталамусу, не берут начало в этой области мозга. Вместо этого они мигрируют в мозг по обонятельным аксональным волокнам из носа. [2] [3] Большинство нейронов ГнРГ рождаются из стволовых клеток в носовой плакоде (эмбриональной носовой ткани). Совсем недавно было обнаружено, что подгруппа нейронов ГнРГ может проследить свое происхождение не из носовой плакоды, а из нервного гребня на более раннем этапе эмбриогенеза. [4] Эта подгруппа клеток мигрирует в носовую плакоде, где они смешиваются с нейронами ГнРГ, рожденными в этой области, и вместе мигрируют в мозг.

Миграция клеток

При миграции из носа в мозг нейроны ГнРГ проходят через носовую ткань, ранний череп и движутся через несколько областей переднего мозга, прежде чем достичь своего места назначения. [5] По пути секретируемые и связанные с мембраной молекулы направляют их в правильном направлении и помогают установить скорость их движения. Нейроны ГнРГ, которые не могут попасть в мозг или мигрируют в неправильную область мозга, не функционируют и даже могут подвергаться запрограммированной клеточной смерти . Неспособность нейронов ГнРГ мигрировать в мозг является основной причиной синдрома Каллмана . [6] ГАМК , которая деполяризует эмбриональные нейроны ГнРГ, замедляет движение, но помогает им двигаться прямо по своему пути. [7] SDF активирует гиперполяризующие каналы GIRK , ускоряя скорость движения. Другие направляющие сигналы, такие как семафорины [8] [9] и HGF [10], также регулируют движение нейронов ГнРГ.

Движение

Ученые обнаружили, как направляющие молекулы заставляют нейроны ГнРГ ускоряться или замедляться. Обычно любые ионы кальция в клетке быстро втягиваются в органеллы, такие как митохондрии или эндоплазматический ретикулум . Направляющие молекулы вызывают высвобождение этих ионов кальция обратно в цитоплазму клетки , где белки, чувствительные к кальцию, реорганизуют актин [11] и микротрубочки [12] цитоскелета клетки , которые представляют собой молекулярные нити, придающие клетке ее форму. Это вызывает сокращения в клетке (похожие на сокращения мышц ), которые связываются с адгезивными белками на поверхности клетки , [13] тянущими клетку вперед.

Физиология

Переход к высокочастотной электрической активности в нейронах ГнРГ является сигналом, который инициирует половое созревание. Нейроны ГнРГ получают входные данные от классических нейротрансмиттеров, таких как глутамат и ГАМК . [14] Эти нейротрансмиттеры вызывают электрическую активность, которая регулируется в процессе развития, чтобы вызвать широкие изменения в поступлении ионов кальция в клетку через чувствительные к напряжению ионные каналы . Это запускает высвобождение ГнРГ в гипофизарный портальный капиллярный кровоток, где гормон ГнРГ активирует гипофиз для высвобождения лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона. В дополнение к классическим нейротрансмиттерам, некоторые направляющие молекулы могут изменять проводку нейронов ГнРГ в портальную капиллярную систему, изменяя силу сигнала к гипофизу. [15]

Регулирование

Нейроны ГнРГ интегрируют информацию от тела для регулирования воспроизводства. Самым сильным активатором нейронов ГнРГ является гормон, называемый кисспептин . [16] Нейроны ГнРГ также интегрируют информацию от тела через гормоны, такие как нейропептид Y [17] и адипонектин . [18] Эти гормоны предоставляют нейронам ГнРГ информацию о состоянии организма, чтобы помочь определить, следует ли отдать приоритет воспроизводству или подавить его.

Ссылки

  1. ^ Маркес, Педро; Скорупскайте, Каролина; Розарио, Кавита С.; Андерсон, Ричард А.; Джордж, Джотис Т. (2000). «Физиология ГнРГ и секреции гонадотропина». Endotext . MDText.com, Inc . Получено 2 июля 2024 г. .
  2. ^ Шванцель-Фукуда, М.; Пфафф, Д.В. (1989). «Происхождение нейронов, высвобождающих лютеинизирующий гормон». Nature . 338 (6211): 161–4. Bibcode :1989Natur.338..161S. doi :10.1038/338161a0. PMID  2645530. S2CID  4310861.
  3. ^ Wray, S; Grant, P; Gainer, H (1989). «Доказательства того, что клетки, экспрессирующие мРНК лютеинизирующего гормона-рилизинг-гормона у мышей, происходят от клеток-предшественников в обонятельной плакоде». Труды Национальной академии наук . 86 (20): 8132–6. Bibcode : 1989PNAS...86.8132W. doi : 10.1073 /pnas.86.20.8132 . PMC 298229. PMID  2682637. 
  4. ^ Forni, PE; Taylor-Burds, C; Melvin, VS; Williams, T; Wray, S (2011). «Нервный гребень и эктодермальные клетки смешиваются в носовой плакоде, давая начало нейронам GnRH-1, сенсорным нейронам и обонятельным обкладочным клеткам». Journal of Neuroscience . 31 (18): 6915–27. doi :10.1523/JNEUROSCI.6087-10.2011. PMC 3101109 . PMID  21543621. 
  5. ^ Wray, S (2010). «От носа к мозгу: развитие нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1». Журнал нейроэндокринологии . 22 (7): 743–53. doi :10.1111/j.1365-2826.2010.02034.x. PMC 2919238. PMID  20646175 . 
  6. ^ Вальдес-Социн, Х (2014). «Репродукция, обоняние и нарушения нейроразвития: генетические дефекты при различных гипогонадотропных гипогонадных синдромах» (PDF) . Frontiers in Endocrinology . 5 : 109. doi : 10.3389/fendo.2014.00109 . PMC 4088923 . PMID  25071724. 
  7. ^ Casoni, F; Hutchins, BI; Donohue, D; Fornaro, M; Condie, BG; Wray, S (2012). «SDF и GABA взаимодействуют, регулируя аксофильную миграцию нейронов GnRH». Journal of Cell Science . 125 (21): 5015–25. doi :10.1242/jcs.101675. PMC 3533389 . PMID  22976302. 
  8. ^ Giacobini, P (2008). «Семафорин 4D регулирует миграцию нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через комплекс PlexinB1-Met». Журнал клеточной биологии . 183 (3): 555–66. doi :10.1083/jcb.200806160. PMC 2575794. PMID  18981235 . 
  9. ^ Мессина, Андреа; Феррарис, Николетта; Врей, Сьюзан; Каньони, Габриэлла; Донохью, Дункан Э.; Касони, Филиппо; Крамер, Филлип Р.; Дерийк, Элвин А.; Адольфс, Юри (15.12.2011). «Нарушение регуляции сигнала семафорина 7A/β1-интегрина приводит к дефектной миграции клеток ГнРГ-1, аномальному развитию гонад и измененной фертильности». Молекулярная генетика человека . 20 (24): 4759–4774. doi :10.1093/hmg/ddr403. ISSN  0964-6906. PMC 3221532. PMID 21903667  . 
  10. ^ Giacobini, P (2007). «Фактор роста гепатоцитов действует как мотоген и направляющий сигнал для миграции нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1» (PDF) . Journal of Neuroscience . 27 (2): 431–45. doi :10.1523/JNEUROSCI.4979-06.2007. PMC 6672060 . PMID  17215404. 
  11. ^ Хатчинс, BI; Кленке, U; Врей, S (2013). «Зависимый от высвобождения кальция поток актина в ведущем процессе опосредует аксофильную миграцию». Журнал нейронауки . 33 (28): 11361–71. doi : 10.1523 /JNEUROSCI.3758-12.2013. PMC 3724331. PMID  23843509. 
  12. ^ Хатчинс, BI; Врей, S (2014). «Захват плюс-концов микротрубочек в актиновом кортексе способствует аксофильной миграции нейронов за счет усиления натяжения микротрубочек в ведущем отростке». Frontiers in Cellular Neuroscience . 8 : 400. doi : 10.3389/fncel.2014.00400 . PMC 4245908. PMID  25505874 . 
  13. ^ Parkash, J (2012). «Подавление β1-интегрина в клетках гонадотропин-рилизинг-гормона нарушает миграцию и аксональное расширение, что приводит к серьезным репродуктивным изменениям». Journal of Neuroscience . 32 (47): 16992–7002. doi :10.1523/JNEUROSCI.3057-12.2012. PMC 5238668 . PMID  23175850. 
  14. ^ Constantin, S; Klenke, U; Wray, S (2010). «Кальциевый осциллятор нейронов GnRH-1 регулируется в процессе развития». Эндокринология . 151 (8): 3863–73. doi :10.1210/en.2010-0118. PMC 2940530. PMID 20555030  . 
  15. ^ Giacobini, P (2014). «Эндотелиальные клетки мозга контролируют фертильность посредством овариально-стероид-зависимого высвобождения семафорина 3A». PLOS Biology . 12 (3): e1001808. doi : 10.1371/journal.pbio.1001808 . PMC 3949669. PMID  24618750 . 
  16. ^ de Roux, N; Genin, E; Carel, JC; Matsuda, F; Chaussain, JL; Milgrom, E (2003). «Гипогонадотропный гипогонадизм из-за потери функции пептидного рецептора GPR54, полученного из KiSS1». Труды Национальной академии наук . 100 (19): 10972–6. Bibcode : 2003PNAS..10010972D. doi : 10.1073/pnas.1834399100 . PMC 196911. PMID  12944565 . 
  17. ^ Кленке, У; Константин, С; Врей, С (2010). «Нейропептид Y напрямую ингибирует нейрональную активность в субпопуляции нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через рецепторы Y1». Эндокринология . 151 (6): 2736–46. doi :10.1210/en.2009-1198. PMC 2875836. PMID 20351316  . 
  18. ^ Кленке, У.; Тейлор-Бердс, К.; Врей, С. (2014). «Метаболические влияния на воспроизводство: адипонектин ослабляет нейрональную активность ГнРГ у самок мышей». Эндокринология . 155 (5): 1851–63. doi :10.1210/en.2013-1677. PMC 3990841. PMID 24564393  .