OMIM bejegyzés – * 139190 – Növekedési hormon-felszabadító hormon; GHRH

TEXT

A GHRH egy hipotalamikus peptid, amely serkenti az agyalapi mirigy szomatotróf sejtjeinek szintézisét és proliferációját, valamint a növekedési hormon szekrécióját (lásd 139250). A GHRH eredetileg preprohormonként szintetizálódik, amelynek N-terminális jelszekvenciáját enzimatikusan hasítják, hogy létrehozzák a GHRH érett 44 aminosavas formáját és egy C-terminális GHRH-hez kapcsolódó peptidet (GHRH-RP) (Alba és Salvatori, 2004).

Egy Turner-szindrómás nőnél végzett gondos klinikai megfigyelések vezettek a növekedési hormont felszabadító faktor (GHRF) mint molekuláris entitás jellemzéséhez (Thorner és mtsi., 1982). A beteg klasszikus akromegáliával és megnagyobbodott hypophysis fossa-val jelentkezett, de az agyalapi mirigy hyperplasztikus volt, nem adenomatosus, ami más forrásból származó stimulációra utal. Thorner és munkatársai (1982) felfedezték, hogy a betegnek hasnyálmirigy-tumora volt, amely stimulálta az agyalapi mirigyet. A hasnyálmirigy-tumort eltávolították, GHRF-aktivitását megtisztították és szekvenálták, majd cDNS-ét és génjét klónozták.

Gubler és munkatársai (1983) a növekedési hormont felszabadító faktor helyett a szomatokrinin nevet javasolták. Előzetes bizonyítékok arra utaltak, hogy a humán hasnyálmirigy-tumorokból izolált 44 aminosavból álló peptid azonos a hipotalamikus GHRF-fel. Gubler és munkatársai (1983) klónozták és szekvenálták a szomatokrinin prekurzorának cDNS-ét. Becsléseik szerint a preprosomatocrinin molekulatömege 13 kD.

Mayo és munkatársai (1985) fág lambda és kozmid humán genom könyvtárakból izoláltak és jellemeztek átfedő klónokat, amelyek előre jelzik a GHRF-et kódoló gén teljes szerkezetét. A gén 5 exonból áll, amelyek 10 kb-on átívelnek.

A nagy felbontású, kettős lézerrel szortírozott emberi kromoszómák DNS-ének dot blot analízise azt mutatta, hogy a GHRF gén a 20-as kromoszómán található (Lebo és mtsai., 1984; Mayo és mtsai., 1985). Riddell és munkatársai (1985) szomatikus sejthibridekben végzett génszonda segítségével megerősítették a hozzárendelést.

Perez Jurado és munkatársai (1994) 2 PCR RFLP-t azonosítottak a GHRF gén A és C intronjaiban, és ezeket a CEPH panellel való kapcsolatanalízis során felhasználták, hogy kimutassák, hogy a GHRF a centromer közelében, a D20S27 (20p12.1-p11.23-hoz rendelve) és a D20S16 (20q12-hez rendelve) közötti régióban található.

Gross (2014) a GHRH génjét a 20q11.23 kromoszómára térképezte fel a GHRH szekvencia (GenBank BC098109) és a genomi szekvencia (GRCh37) összehangolása alapján.

Vélhetően a GHRF polipeptid mutáns az izolált növekedési hormonhiány egyes eseteiben. A 15 növekedési hormonhiányos beteg közül 3 esetében úgy tűnt, hogy elsődlegesen az agyalapi mirigy szintjén, 8 esetben pedig másodlagos hiba áll fenn, mivel reagáltak a GHRH adására (Mitrakou és mtsai., 1985). Thorner és munkatársai (1988) 24 növekedési hormonhiányos gyermek kezelésében alkalmazott GHRH-ról számoltak be.

Zimmerman és munkatársai (1993) veleszületett gigantizmust írtak le, amely valószínűleg a GHRH központi hipersekréciójának köszönhető. A születéskor normális (4,4 kg; 53 cm), 7 éves korában 182 cm magas, 99,4 kg súlyú férfi beteg. A növekedési hormon jelentősen megnövekedett kiindulási plazmaszintje nem szupprimálódott a standard 3 órás orális glükóztolerancia teszt során, de a GHRH intravénás infúzióját követően 54%-kal emelkedett. Az inzulinszerű növekedési faktor I, a prolaktin (PRL) és az immunreaktív GHRH kiindulási plazmaszintje szintén jelentősen emelkedett. A fej számítógépes képalkotó vizsgálata nagy, részben cisztás sellaris és suprasellaris tömeget mutatott. A műtét előtti octreotiddal és bromokriptinnel végzett kezelés a suprasellaris szöveti tömeg 25%-os csökkenését eredményezte. A transsphenoidalis és transfrontalis műtétek során eltávolított hipofízisszövet a szomatotrófok, laktotrófok és mammoszomatotrófok masszív hyperplasiáját mutatta. A GH-szekretáló és PRL-szekretáló sejtek adenomatosus átalakulásának területei is nyilvánvalóak voltak. Nem találtak szövettani vagy immunkémiai bizonyítékot a GHRH hipofízis eredetére. A perifériás plazma immunreaktív GHRH-koncentrációját a farmakológiai és sebészeti beavatkozások nem befolyásolták. A GHRH-többletért vélhetően veleszületett hipotalamusz szabályozási hiba felelős. Zimmerman és munkatársai (1993) felvetették, hogy a veleszületett GHRH hipersekréció lehetett a gigantizmus oka más, csecsemőkorban jelentkező esetekben, mint például az Alton óriás (Behrens és Barr, 1932). Az Alton óriásnak nevezett, mert az Illinois állambeli Altonból származott, R.W.-t 1930-ban vizsgálták a Barnes Kórházban, ekkor 12 éves és 208 cm magas volt. Az akromegáliás gigantizmus a McCune-Albright-szindrómával (174800) fordul elő. Nem ismert, hogy e rendellenességek bármelyikében az agyalapi mirigy növekedési hormon túlzott termelése a GHRF hiperszekréciója következtében következik-e be. Scheithauer és munkatársai (1984) áttekintették a növekedési hormont felszabadító faktor ektopikus szekréciója miatt kialakuló bronchiális carcinoid tumorral járó akromegália előfordulását. A hasnyálmirigy szigetsejtes daganatai szintén szekretálnak GHRF-et. Scheithauer és munkatársai (1984) a szomatolibrinoma kifejezést használták a daganatok e funkcionálisan egyedülálló csoportjára.

Russell-Aulet és munkatársai (1999) egészséges fiatal és idős férfiaknál mérték a spontán és GHRH-stimulált GH-szekréció elnyomhatóságát egy specifikus kompetitív GHRH-receptor-antagonista fokozatos dózisával. Az éjszakai GH körülbelül 30%-kal alacsonyabb volt az időseknél, mint a fiataloknál. A spontán GH-szekréció dózisgátlási görbéje az időseknél balra tolódott a fiatal férfiakhoz képest (P 0,01). A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az endogén hipotalamikus GHRH-kibocsátás korfüggő csökkenése hozzájárul az életkorral összefüggő GH-csökkenéshez.

Flavell és munkatársai (1996) a törpeség autoszomális domináns változatát idézték elő patkányban a GHRF helyi visszacsatolásos gátlásával. Ezt a transzgenikus patkányok hipotalamuszának GHRF-neuronjaira célzott humán növekedési hormon expressziójával végezték. Immuncitokémiával a humán növekedési hormont a transzgenikus patkányok agyában kimutatták, a hipotalamusz medián eminenciájára korlátozódva. A GHRF mRNS csökkent e patkányok hipotalamuszában, ellentétben a megnövekedett GHRF-expresszióval, amely más törpepatkányok növekedési hormonhiányát kíséri. Az endogén GH mRNS, a GH-tartalom, az agyalapi mirigy mérete és a szomatotróf sejtek száma szintén jelentősen csökkent a transzgénikus patkányokban. Az agyalapi mirigy ACTH- és TSH-szintje viszont normális volt.

Kiaris és munkatársai (1999) azt vizsgálták, hogy a GHRH autokrin/parakrin növekedési faktorként működhet-e kissejtes tüdőkarcinómában (SCLC; 182280). Két in vitro tenyésztett SCLC vonal GHRH mRNS-t expresszált, amelyet nyilvánvalóan GHRH peptiddé fordítottak, majd a sejtek szekretáltak, amint azt a GHRH-szerű immunreaktivitás kimutatása mutatta az in vitro tenyésztett sejtek kondicionált médiumában. Ezenkívül a GHRH-szerű immunreaktivitás szintje az SCLC xenograftot hordozó meztelen egerek szérumában magasabb volt, mint a tumormentes egerekben. Ezek és más eredmények arra utaltak, hogy a GHRH autokrin növekedési faktorként működhet az SCLC-kben. A GHRH antagonista analógjaival történő kezelés új megközelítést kínálhat az SCLC és más rákos megbetegedések kezelésében.

Gianotti és munkatársai (2000) a szomatotróf szekréció inzulinszerű növekedési faktor I (IGF1; 147440) által kiváltott gátlásának hátterében álló mechanizmusokat vizsgálták emberekben. Hat normális fiatal önkéntesnél (mindannyian nők) vizsgálták a GHRH-ra adott GH-választ, mind önmagában, mind argininnel kombinálva, amelyről úgy gondolják, hogy a hipotalamikus szomatosztatin (SS) felszabadulásának gátlásán keresztül hat, rekombináns humán IGF1 (rhIGF1) vagy placebóval történő előkezelés után. A rekombináns humán IGF1 reprodukálható mértékben növelte a keringő IGF1-szinteket, és ezek a szintek 90 percig stabilak és a normál tartományon belül maradtak. Az arginin és/vagy GHRH előtt 3 órával mért átlagos GH-koncentrációt nem módosította a placebo vagy a rhIGF1. A placebót követően a GHRH-ra adott GH-választ az arginin együttes adása feltűnően fokozta. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az arginin ellensúlyozza a rhIGF1 gátló hatását a GHRH-ra való szomatotrófiás válaszkészségre emberben. Arra is következtettek, hogy a rhIGF1 akut gátló hatása a GHRH-ra adott GH-válaszra a hipotalamuszban zajlik, valószínűleg az SS felszabadulásának fokozásán keresztül, és az arginin felülírja ezt a hatást.

Busto és munkatársai (2002) a GHRH-n és a GHRH-receptorok egy splice-változatán (139191) alapuló autokrin/parakrin stimuláló hurok jelenlétét azonosították humán hasnyálmirigy-, vastagbél- és gyomorrákban. Ez egy olyan daganatellenes terápiás megközelítést javasolt, amely e receptor specifikus GHRH-antagonistákkal történő blokkolásán alapul.

Letsch és munkatársai (2003) a GHRH egyik antagonistájának, a JV-1-38-nak antiproliferatív hatását értékelték meztelen egerekben, amelyek 2 humán androgénérzékeny és 1 androgénfüggetlen prosztatarák szubkután xenotranszplantátumát hordozták. Az androgénérzékeny modellekben a JV-1-38 nagymértékben fokozta a sebészi kasztrációval kiváltott androgénmegvonás tumorellenes hatását, de önmagában adva hatástalan volt. Az androgén-független rákban azonban a JV-1-38 önmagában 57%-kal tudta gátolni a tumor növekedését 45 nap után. Az eredmények azt mutatták, hogy a GHRH-antagonisták gátolják az androgén-független prosztatarákot, és androgénmegvonással kombinálva az androgénérzékeny daganatokat is. Így a GHRH-antagonisták megfontolhatók mind az androgénfüggő, mind az androgénfüggetlen prosztatarák kezelésében.

Halmos és munkatársai (2002) a GHRH és a GHRH receptorok splice-változatainak expresszióját, valamint a GHRH receptor izoforma kötődési jellemzőit vizsgálták 20 szervesen lezárt és lokálisan előrehaladott humán prosztata adenokarcinóma sebészeti mintáiban. A receptorok GHRH-hez való affinitását és sűrűségét ligandum-konkurencia vizsgálatokkal határoztuk meg, amelyek a 125I-jelölt GHRH-antagonista JV-1-42 tumormembránok kötődésén alapultak. A 20 tumorból 12 (60%) mutatott specifikus, nagy affinitású kötődést a JV-1-42-hez. A splice variant-1 mRNS-ét 20 prosztatarákból 13-ban (65%) mutatták ki, és ez összhangban volt a GHRH-kötés jelenlétével. Az RT-PCR-elemzések szintén kimutatták a GHRH mRNS-ének expresszióját a vizsgált 15 prosztatarákból 13-ban (86%). A GHRH és tumoros receptor splice-változatainak jelenléte a prosztatarákban egy autokrin mitogén hurok lehetséges létezésére utalt.

Kanashiro és munkatársai (2003) azt találták, hogy a DMS-153 kissejtes tüdőrákos sejtvonal a GHRH és a GHRHR 1-es és 2-es splice variánsainak mRNS-ét expresszálta, ami arra utal, hogy a GHRH autokrin növekedési faktor. Ezenkívül a sejtvonal proliferációját in vitro serkentette a GRP (137260) és az IGF2 (147470), és gátolta a GHRH antagonista. Kanashiro és munkatársai (2003) a GHRH és GRP antagonisták hatását vizsgálták a nude egerekbe xenograftolt DMS-153 sejtek által termelt tumorokra. A GHRH-antagonistával történő kezelés 28%-kal, míg a GRP-antagonista 77%-kal csökkentette a tumor térfogatát. A két antagonista kombinációja 95%-kal csökkentette a tumor térfogatát. A Western blot analízis azt mutatta, hogy a tumorellenes hatások a tumor-asszociált mutációt tartalmazó TP53 (191170) csökkent expressziójához kapcsolódtak. A szérum Igf1 szintje csökkent a GHRH antagonistákat kapó állatokban, és az Igf2, Igf receptor-1 (147370), Grp receptor (305670) és Egf receptor (131550) mRNS szintje csökkent a kombinált kezelést követően.

Jessup és munkatársai (2003) azt vizsgálták, hogy az endogén GHRH-nak van-e differenciált, nemspecifikus hatása az interpulzív GH-szintekre. Hat egészséges 20-28 éves férfit és 5 egészséges nőt vizsgáltak, akik nem voltak elhízottak, nem dohányoztak, és nem szedtek olyan gyógyszereket, amelyekről ismert volt, hogy befolyásolják a GH-szekréciót. Mindkét nemnél a GHRH-antagonista infúziója alatt az átlagos GH, az impulzusamplitúdó és a GHRH-ra adott GH-válasz szignifikánsan csökkent, míg az impulzusfrekvencia változatlan maradt. A GHRH-antagonista infúzió alatt azonban a trough GH nem változott szignifikánsan a férfiaknál (P = 0,54), de szignifikánsan csökkent a nőknél (P = 0,008). A dekonvolúciós elemzés megerősítette a bazális szekréció szignifikáns változásának hiányát a férfiaknál (P = 0,81), szemben a nőkkel (P = 0,006). Jessup és munkatársai (2003) arra a következtetésre jutottak, hogy a GH-szekréció neuroendokrin szabályozásának szexuális dimorfizmusa az emberekben magában foglalja az endogén GHRH eltérő szerepét a GH alapszintjének fenntartásában.

Alba és Salvatori (2004) az egér Ghrh gén 2. intronjának és a 3. exon nagy részének deléciójával olyan egereket generáltak, amelyekből hiányzik a funkcionális Ghrh. A génnek ez a része kódolja az érett fehérje kezdeti 14 aminosavát, amelyek nélkülözhetetlenek a biológiai aktivitáshoz. A Ghrh -/- egerek a várt mendeli arányban születtek, és születéskor normálisnak tűntek, de az élet második hete után a növekedés elmaradásának jeleit mutatták. A Ghrh -/- egerek agyalapi mirigyeinek mérete csökkent, és abnormálisan alacsony volt a növekedési hormon mRNS- és fehérjetartalma. A szérum Igf1 (147440) és a máj Igf1 mRNS-értéke is csökkent. A Ghrh -/- egerek termékenysége normális volt, de a mutáns nőstények alomnagysága következetesen csökkent. A Ghrh -/- nőstények kölykei megnövekedett mortalitást és sikertelenséget mutattak. A Ghrh -/- hímek heréjében a Ghrh-rp fehérje kifejeződése normális volt, ami arra utal, hogy az érett, biológiailag aktív Ghrh expressziójának eltávolítására használt géncsapda fenntartotta a Ghrh-rp mRNS 4. és 5. exonjának in-frame szekvenciáját.

Shohat és munkatársai (1989, 1991) kizárták a GHRH gént a 20pter-p11.23-ból, mivel a gén 2 kópiában volt jelen egy olyan betegnél, akinek deléció volt ebben a szegmensben. A betegnek azonban Rieger-anomáliája (lásd 180500) és a növekedési hormon neuroszekréciós hibája volt – a SHORT-szindrómára utaló jellemzők (269880).

Radioaktív cDNS-szondát használva a kettős lézerrel válogatott kromoszómákból származó DNS dot blot analíziséhez Rao és munkatársai (1991) a GHRF gént a 20p12 sávban vagy annak közelében lokalizálták.