OMIM Entry – * 139190 – GROWTH HORMONE-RELEASING HORMONE; GHRH

TEKST

GHRH er et hypothalamisk peptid, der stimulerer syntese og proliferation af hypofysens somatotrofe celler samt sekretion af væksthormon (se 139250). GHRH syntetiseres oprindeligt som et præprohormon, hvis N-terminale signalsekvens spaltes enzymatisk for at generere den modne 44-aminosyreform af GHRH og et C-terminalt GHRH-relateret peptid (GHRH-RP) (Alba og Salvatori, 2004).

Sikre kliniske observationer hos en kvinde med Turners syndrom førte til karakterisering af væksthormon-frigivende faktor (GHRF) som en molekylær enhed (Thorner et al., 1982). Patienten præsenterede sig med klassisk akromegali og en forstørret hypofysefossa, men hypofysen var hyperplastisk og ikke adenomatøs, hvilket tyder på stimulering fra en anden kilde. Thorner et al. (1982) opdagede, at patienten havde en tumor i bugspytkirtlen, som stimulerede hypofysen. Bugspytkirteltumoren blev fjernet, dens GHRF-aktivitet blev oprenset og sekventeret, og dens cDNA og gen blev efterfølgende klonet.

Gubler et al. (1983) foreslog navnet somatokrinin som en erstatning for væksthormon-frigivende faktor. Foreløbige beviser tydede på, at det 44-aminosyrepeptid, der er isoleret fra humane pancreastumorer, er identisk med hypothalamisk GHRF. Gubler et al. (1983) klonede og sekventerede cDNA’et for forløberen for somatokrinin. De anslog, at præprosomatokrinin har en molekylmasse på 13 kD.

Mayo et al. (1985) isolerede og karakteriserede overlappende kloner fra phage lambda- og cosmid humane genomiske biblioteker, der forudsiger hele strukturen af det gen, der koder for GHRF. Genet har 5 exoner, der strækker sig over 10 kb.

Dot blot-analyse af DNA fra højt opløste dual-laser-sorterede menneskelige kromosomer viste, at GHRF-genet er placeret på kromosom 20 (Lebo et al., 1984; Mayo et al., 1985). Ved hjælp af en gensonde i somatiske cellehybrider bekræftede Riddell et al. (1985) denne tilknytning.

Perez Jurado et al. (1994) identificerede 2 PCR RFLPs i intron A og C af GHRF-genet og anvendte disse i en linkageanalyse med CEPH-panelet for at vise, at GHRF er placeret i et område nær centromeren mellem D20S27 (henført til 20p12.1-p11.23) og D20S16 (henført til 20q12).

Gross (2014) kortlagde GHRH-genet til kromosom 20q11.23 baseret på en alignment af GHRH-sekvensen (GenBank BC098109) med den genomiske sekvens (GRCh37).

Formentlig er GHRF-polypeptidet mutant i nogle tilfælde af isoleret væksthormonmangel. Af 15 patienter med væksthormonmangel syntes 3 at have en primær defekt på hypofyseniveau og 8 en sekundær defekt, fordi de reagerede på indgivelse af GHRH (Mitrakou et al., 1985). Thorner et al. (1988) rapporterede om brugen af GHRH til behandling af 24 børn med væksthormonmangel.

Zimmerman et al. (1993) beskrev medfødt gigantisme, der sandsynligvis skyldes central hypersekretion af GHRH. Den mandlige patient, der var normal ved fødslen (4,4 kg; 53 cm), var 182 cm høj med en vægt på 99,4 kg ved en alder af 7 år. De markant forhøjede baselineplasmaniveauer af væksthormon blev ikke undertrykt under en standard 3-timers oral glukosetolerancetest, men steg med 54 % efter intravenøs infusion af GHRHH. Baselineplasmaniveauerne af insulinlignende vækstfaktor I, prolaktin (PRL) og immunreaktivt GHRH var også markant forhøjet. Computerbilleder af hovedet viste en stor, delvist cystisk sellær og suprasellær masse. Præoperativ behandling med oktreotid og bromocriptin resulterede i en 25 % reduktion af den suprasellære vævsmasse. Det hypofysevæv, der blev fjernet ved transsphenoidal og transfrontal operation, viste massiv hyperplasi af somatotrofer, laktotrofer og mammosomatotrofer. Der var også områder med adenomatøs transformation af GH-secreterende og PRL-secreterende celler. Der blev ikke fundet noget histologisk eller immunokemisk bevis for en hypofysekilde af GHRH. Perifere plasma-immunoreaktive GHRHH-koncentrationer forblev upåvirket af farmakologiske og kirurgiske indgreb. En medfødt hypothalamisk reguleringsfejl blev anset for at være ansvarlig for GHRH-overskuddet. Zimmerman et al. (1993) foreslog, at medfødt GHRH-hypersekretion kan have været årsagen til gigantisme i andre tilfælde, der viste sig i spædbarnsalderen, såsom Alton-giganten (Behrens og Barr, 1932). R.W., der blev kaldt Alton-giganten, fordi han kom fra Alton, Illinois, blev undersøgt på Barnes Hospital i 1930, hvor han var 12 år gammel og 208 cm høj. Acromegalisk gigantisme forekommer i forbindelse med McCune-Albright-syndromet (174800). Det er ukendt, om nogen af disse sygdomme har overdreven produktion af hypofysevæksthormon som følge af hypersekretion af GHRF. Scheithauer et al. (1984) gennemgik forekomsten af akromegali med bronchial karcinoid tumor som følge af ektopisk sekretion af væksthormon-frigivende faktor. Tumorer i pancreatiske isletceller udskiller også GHRF. Scheithauer et al. (1984) brugte betegnelsen somatolibrinom for denne funktionelt set unikke gruppe af neoplasmer.

Russell-Aulet et al. (1999) målte undertrykkeligheden af spontan og GHRH-stimuleret GH-sekretion ved graduerede doser af en specifik kompetitiv GHRH-receptorantagonist med kompetitiv virkning hos raske unge og ældre mænd. Natlig GH var ca. 30 % lavere hos de ældre end hos de unge. Dosis-hæmningskurven for spontan GH-sekretion var forskudt til venstre for de ældre mænd sammenlignet med de unge mænd (P på 0,01). Forfatterne konkluderede, at der er et aldersafhængigt fald i den endogene hypothalamiske GHRH-produktion, der bidrager til den aldersrelaterede GH-nedgang.

Flavell et al. (1996) inducerede en autosomal dominant variant af dværgvækst hos rotte ved lokal feedback-inhibering af GHRF. Dette blev gjort ved ekspression af humant væksthormon målrettet mod GHRF-neuroner i hypothalamus hos transgene rotter. Ved immuncytokemi blev det humane væksthormon påvist i hjernen hos de transgene rotter, begrænset til hypothalamus’ median eminence. GHRF mRNA var reduceret i hypothalamus hos disse rotter, i modsætning til den øgede GHRF-ekspression, der ledsager væksthormonmangel hos andre dværgrotter. Endogene GH mRNA, GH-indhold, hypofysens størrelse og antallet af somatotrofe celler blev også reduceret betydeligt hos de transgene rotter. På den anden side var hypofysens ACTH- og TSH-niveauer normale.

Kiaris et al. (1999) undersøgte, om GHRH kan fungere som en autokrin/paracrine vækstfaktor i småcellet lungekarcinom (SCLC; 182280). To SCLC-linjer, der er dyrket in vitro, udtrykte mRNA for GHRH, som tilsyneladende blev oversat til peptid GHRH og derefter udskilt af cellerne, som det fremgår af påvisningen af GHRH-lignende immunoreaktivitet i konditioneret medie fra cellerne dyrket in vitro. Desuden var niveauet af GHRH-lignende immunoreaktivitet i serum fra nøgne mus med SCLC xenografts højere end i tumorfrie mus. Disse og andre resultater tyder på, at GHRHH kan fungere som en autokrin vækstfaktor i SCLC’er. Behandling med antagonistiske analoger af GHRH kan være en ny tilgang til behandling af SCLC og andre kræftformer.

Gianotti et al. (2000) undersøgte de mekanismer, der ligger til grund for den insulinlignende vækstfaktor I (IGF1; 147440)-inducerede hæmning af somatotrof sekretion hos mennesker. Hos 6 normale unge frivillige (alle kvinder) undersøgte de GH-responset på GHRH, både alene og kombineret med arginin, som menes at virke via hæmning af hypothalamisk somatostatin (SS)-frigivelse, efter forbehandling med rekombinant humant IGF1 (rhIGF1) eller placebo. Rekombinant humant IGF1 øgede de cirkulerende IGF1-niveauer i et reproducerbart omfang, og disse niveauer forblev stabile og inden for normalområdet indtil 90 minutter. Den gennemsnitlige GH-koncentration over 3 timer før arginin og/eller GHRHH blev ikke ændret af placebo eller rhIGF1. Efter placebo blev GH-responset på GHRH markant forstærket ved samtidig indgivelse af arginin. Forfatterne konkluderede, at arginin modvirker den hæmmende virkning af rhIGF1 på den somatotrofe respons på GHRH hos mennesker. De udledte også, at den akutte hæmmende virkning af rhIGF1 på GH-responset på GHRHH finder sted på hypothalamus, muligvis via forstærkning af SS-frigivelse, og at arginin ophæver denne virkning.

Busto et al. (2002) identificerede tilstedeværelsen af et autokrint/paracrint stimulerende loop baseret på GHRH og en splejsningsvariant af GHRH-receptorer (139191) i humane pancreas-, kolorektal- og mavekræftformer. Dette tyder på en tilgang til en antitumorbehandling baseret på blokering af denne receptor ved hjælp af specifikke GHRH-antagonister.

Letsch et al. (2003) evaluerede de antiproliferative virkninger af en antagonist af GHRH, JV-1-38, i nøgenmus, der bærer subkutane xenografts af 2 humane androgenfølsomme og 1 androgenuafhængige prostatakræftformer. I de androgenfølsomme modeller potenserede JV-1-38 i høj grad den antitumorvirkning af androgendeprivation induceret ved kirurgisk kastration, men var ineffektiv, når den blev givet alene. I den androgenuafhængige kræftform kunne JV-1-38 alene dog hæmme tumorvæksten med 57 % efter 45 dage. Resultaterne viste, at GHRH-antagonister hæmmer androgen-uafhængig prostatakræft og, efter kombination med androgen deprivation, også androgenfølsomme tumorer. GHRH-antagonister kan således overvejes til behandling af både androgenafhængige og -uafhængige prostatakræftformer.

Halmos et al. (2002) undersøgte ekspressionen af GHRH og splejsningsvarianter af GHRH-receptorer og bindingsegenskaberne for GHRH-receptorisoformen i 20 kirurgiske prøver af organafgrænsede og lokalt fremskredne humane prostata adenocarcinomer hos mennesker. Receptorernes affinitet og tæthed for GHRH blev bestemt ved hjælp af ligandkonkurrenceanalyser baseret på binding af 125I-mærket GHRH-antagonist JV-1-42 tumormembraner. Tolv ud af 20 tumorer (60%) udviste specifik, høj affinitetsbinding for JV-1-42. MRNA af splejsningsvariant-1 blev påvist i 13 ud af 20 (65 %) prostatacancerprøver og var i overensstemmelse med tilstedeværelsen af GHRH-binding. RT-PCR-analyser afslørede også ekspression af mRNA for GHRH i 13 ud af 15 (86 %) undersøgte prøver af prostatacarcinom. Tilstedeværelsen af GHRH og dets tumorreceptor-splejsningsvarianter i prostatakræft tyder på, at der muligvis findes et autokrint mitogent loop.

Kanashiro et al. (2003) fandt, at DMS-153-cellinjen for småcellet lungekarcinom udtrykte mRNA’er for GHRH og GHRHRHR-splejsningsvarianter 1 og 2, hvilket tyder på, at GHRH er en autokrin vækstfaktor. Desuden blev cellelinjens proliferation in vitro stimuleret af GRP (137260) og IGF2 (147470) og hæmmet af en GHRH-antagonist. Kanashiro et al. (2003) undersøgte virkningerne af GHRH- og GRP-antagonister på tumorer produceret af DMS-153-celler, der er xenograferet i nøgenmus. Behandling med en GHRH-antagonist reducerede tumorvolumen med 28 %, mens en GRP-antagonist reducerede tumorvolumen med 77 %. En kombination af begge antagonister reducerede tumorvolumen med 95 %. Western blot-analyse viste, at de antitumoriske virkninger var forbundet med reduceret ekspression af TP53 (191170), der indeholder en tumorassocieret mutation. Igf1-niveauerne i serum blev nedsat hos dyr, der fik GHRH-antagonister, og mRNA-niveauerne af Igf2, Igf-receptor-1 (147370), Grp-receptor (305670) og Egf-receptor (131550) blev reduceret efter den kombinerede behandling.

Jessup et al. (2003) undersøgte, om endogent GHRHH har differentielle, kønsspecifikke virkninger på GH-niveauerne mellem impulserne. Seks raske mænd og 5 raske kvinder, 20 til 28 år gamle, som ikke var overvægtige, ikke røg og ikke tog nogen medicin, der var kendt for at påvirke GH-sekretionen, blev undersøgt. Hos begge køn under infusion af GHRH-antagonist faldt den gennemsnitlige GH, pulsamplitude og GH-respons på GHRH signifikant, mens pulsfrekvensen forblev uændret. Under GHRH-antagonistinfusionen ændrede trough GH sig imidlertid ikke signifikant hos mænd (P = 0,54), men faldt signifikant hos kvinder (P = 0,008). Dekonvolutionsanalyse bekræftede, at der ikke var nogen signifikant ændring i basal sekretion hos mænd (P = 0,81) i modsætning til kvinder (P = 0,006). Jessup et al. (2003) konkluderede, at kønsdimorfisme i den neuroendokrine regulering af GH-sekretion hos mennesker involverer en differentieret rolle for endogent GHRHH i opretholdelsen af baseline GH.

Alba og Salvatori (2004) genererede mus, der mangler funktionel Ghrh, ved at slette intron 2 og det meste af exon 3 af musens Ghrh-gen. Denne del af genet koder for de første 14 aminosyrer af det modne protein, som er essentielle for biologisk aktivitet. Ghrh -/- musene blev født med det forventede mendelske forhold og virkede normale ved fødslen, men de viste tegn på væksthæmning efter den anden leveuge. Hypofysekirtlerne hos Ghrh -/- musene var reduceret i størrelse og havde et unormalt lavt indhold af væksthormon mRNA og protein. De havde også reduceret Igf1 (147440) i serum og reduceret Igf1 mRNA i leveren. Ghrh -/–mus viste normal fertilitet, men mutanthunnerne havde konsekvent nedsat kuldstørrelse. Ungerne af Ghrh -/- hunner viste forhøjet dødelighed og manglende trivsel. Ghrh -/- hanner havde normal Ghrh-rp-proteinudtryk i testiklerne, hvilket tyder på, at den genfælde, der blev anvendt til at fjerne det modne biologisk aktive Ghrh-ekspression, opretholdt in-frame exon 4 og 5-sekvensen i Ghrh-rp mRNA.

Shohat et al. (1989, 1991) udelukkede GHRH-genet fra 20pter-p11.23, fordi genet var til stede i 2 kopier hos en patient med en deletion af dette segment. Patienten havde imidlertid Rieger-anomali (se 180500) og en neurosekretorisk defekt i væksthormon – træk, der tyder på SHORT-syndromet (269880).

Ved anvendelse af en radioaktiv cDNA-sonde til dot blot-analyse af DNA fra dobbelt lasersorterede kromosomer lokaliserede Rao et al. (1991) GHRF-genet på eller i nærheden af bånd 20p12.