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

TEXT

GHRH är en hypotalamisk peptid som stimulerar syntesen och proliferationen av hypofysens somatotrofa celler samt utsöndringen av tillväxthormon (se 139250). GHRH syntetiseras ursprungligen som ett preprohormon vars N-terminala signalsekvens klyvs enzymatiskt för att generera den mogna 44-aminosyraformen av GHRH och en C-terminal GHRH-relaterad peptid (GHRH-RP) (Alba och Salvatori, 2004).

Sorgsamma kliniska observationer hos en kvinna med Turners syndrom ledde till karakteriseringen av tillväxthormonfrisättande faktor (GHRF) som en molekylär enhet (Thorner et al., 1982). Patienten presenterade sig med klassisk akromegali och en förstorad hypofysfossa, men hypofysen var hyperplastisk, inte adenomatös, vilket tyder på stimulering från en annan källa. Thorner et al. (1982) upptäckte att patienten hade en tumör i bukspottkörteln som stimulerade hypofysen. Pankreastumören avlägsnades, dess GHRF-aktivitet renades och sekvenserades, och dess cDNA och gen klonades därefter.

Gubler et al. (1983) föreslog namnet somatokrinin som ett substitut för growth hormone-releasing factor. Preliminära bevis tydde på att den 44-aminosyrapeptid som isolerats från mänskliga bukspottkörteltumörer är identisk med hypotalamisk GHRF. Gubler et al. (1983) klonade och sekvenserade cDNA för somatokrininets prekursor. De uppskattade att preprosomatokrininet har en molekylmassa på 13 kD.

Mayo et al. (1985) isolerade och karakteriserade överlappande kloner från phage lambda- och cosmid-bibliotek med humant genom som förutsäger hela strukturen hos den gen som kodar för GHRF. Genen har 5 exoner som sträcker sig över 10 kb.

Dot blot-analys av DNA från högupplösta mänskliga kromosomer med dubbla lasersorterare med hög upplösning visade att GHRF-genen är belägen på kromosom 20 (Lebo et al., 1984; Mayo et al., 1985). Med hjälp av en gensond i somatiska cellhybrider bekräftade Riddell et al. (1985) tilldelningen.

Perez Jurado et al. (1994) identifierade 2 PCR RFLPs i intron A och C i GHRF-genen och använde dessa i samband med kopplingsanalyser med CEPH-panelen för att visa att GHRF är lokaliserad i en region nära centromeren mellan D20S27 (tilldelad 20p12.1-p11.23) och D20S16 (tilldelad 20q12).

Gross (2014) kartlade GHRH-genen till kromosom 20q11.23 baserat på en anpassning av GHRH-sekvensen (GenBank BC098109) med den genomiska sekvensen (GRCh37).

Förmodligen är GHRF-polypeptiden mutant i vissa fall av isolerad tillväxthormonbrist. Av 15 patienter med tillväxthormonbrist verkade 3 ha en primär defekt på hypofysnivå och 8 en sekundär defekt eftersom de reagerade på administrering av GHRH (Mitrakou et al., 1985). Thorner et al. (1988) rapporterade om användningen av GHRH vid behandling av 24 barn med tillväxthormonbrist.

Zimmerman et al. (1993) beskrev medfödd gigantism som troligen berodde på central hypersekretion av GHRH. Den manliga patienten var normal vid födseln (4,4 kg; 53 cm) och var 182 cm lång med en vikt på 99,4 kg vid 7 års ålder. De markant förhöjda baslinjeplasmanivåerna av tillväxthormon undertrycktes inte under ett standardiserat 3 timmars oralt glukostoleranstest, men ökade med 54 % efter intravenös infusion av GHRH. Baslinjeplasmanivåerna av insulinliknande tillväxtfaktor I, prolaktin (PRL) och immunreaktivt GHRH var också markant förhöjda. Datortomografi av huvudet visade en stor, delvis cystisk sellär och suprasellär massa. Preoperativ behandling med oktreotid och bromokriptin resulterade i en 25-procentig minskning av den suprasellära vävnadsmassan. Den hypofysvävnad som avlägsnades vid transfenoidala och transfrontala operationer visade massiv hyperplasi av somatotrofa, laktotrofa och mammosomatotrofa. Områden med adenomatös omvandling av GH-sekreterande och PRL-sekreterande celler var också uppenbara. Inga histologiska eller immunokemiska bevis för att GHRH skulle komma från hypofysen hittades. De perifera plasmaimmunoreaktiva GHRH-koncentrationerna förblev opåverkade av farmakologiska och kirurgiska ingrepp. En medfödd hypotalamisk regleringsdefekt ansågs vara ansvarig för GHRH-överskottet. Zimmerman et al. (1993) föreslog att medfödd GHRH-hypersekretion kan ha varit orsaken till gigantism i andra fall som presenterades under spädbarnstiden, till exempel Alton giant (Behrens och Barr, 1932). R.W., som kallades Alton-jätten eftersom han kom från Alton, Illinois, undersöktes på Barnes Hospital 1930 och var då 12 år gammal och 208 cm lång. Acromegalisk gigantism förekommer vid McCune-Albright-syndromet (174800). Det är okänt om någon av dessa sjukdomar har överdriven produktion av hypofysärt tillväxthormon som ett resultat av hypersekretion av GHRF. Scheithauer et al. (1984) granskade förekomsten av akromegali med bronkial karcinoid tumör på grund av ektopisk sekretion av tillväxthormonfrisättande faktor. Tumörer med öceller i bukspottkörteln utsöndrar också GHRF. Scheithauer et al. (1984) använde termen somatolibrinom för denna funktionellt unika grupp av neoplasmer.

Russell-Aulet et al. (1999) mätte undertryckbarheten av spontan och GHRH-stimulerad GH-sekretion med graderade doser av en specifik kompetitiv GHRH-receptorantagonist hos friska unga och äldre män. Den nattliga GH-halten var cirka 30 % lägre hos äldre än hos unga män. Kurvan för doshämning av spontan GH-sekretion var förskjuten åt vänster hos äldre män jämfört med unga män (P 0,01). Författarna drog slutsatsen att det finns en åldersberoende minskning av den endogena hypotalamiska GHRH-produktionen som bidrar till den åldersassocierade GH-nedgången.

Flavell et al. (1996) framkallade en autosomalt dominant variant av dvärgväxt hos råtta genom lokal återkopplingshämning av GHRF. Detta gjordes genom uttryck av humant tillväxthormon riktat mot GHRF-neuroner i hypotalamus hos transgena råttor. Genom immunocytokemi påvisades humant tillväxthormon i hjärnan hos de transgena råttorna, begränsat till hypotalamus median eminens. GHRF mRNA var reducerat i hypotalamus hos dessa råttor, i motsats till det ökade GHRF-uttryck som åtföljer tillväxthormonbrist hos andra dvärgråttor. Endogent GH mRNA, GH-innehåll, hypofysens storlek och antalet somatotrofa celler minskade också avsevärt hos de transgena råttorna. Å andra sidan var hypofysens ACTH- och TSH-nivåer normala.

Kiaris et al. (1999) undersökte om GHRH kan fungera som en autokrin/paracrine tillväxtfaktor i småcellig lungcancer (SCLC; 182280). Två SCLC-linjer som odlats in vitro uttryckte mRNA för GHRH, som uppenbarligen översattes till peptid GHRH och sedan utsöndrades av cellerna, vilket visades av påvisandet av GHRH-liknande immunoreaktivitet i konditionerade medier från cellerna som odlats in vitro. Dessutom var nivåerna av GHRH-liknande immunoreaktivitet i serum från nakna möss med SCLC xenografts högre än hos tumörfria möss. Dessa och andra resultat tyder på att GHRH kan fungera som en autokrin tillväxtfaktor i SCLC. Behandling med antagonistiska analoger av GHRH kan erbjuda en ny metod för behandling av SCLC och andra cancerformer.

Gianotti et al. (2000) studerade de mekanismer som ligger till grund för insulinliknande tillväxtfaktor I (IGF1; 147440)-inducerad hämning av somatotropisk sekretion hos människor. Hos 6 normala unga frivilliga (alla kvinnor) studerade de GH-svaret på GHRH, både ensamt och i kombination med arginin, som tros verka via hämning av hypotalamisk somatostatinfrisättning (SS), efter förbehandling med rekombinant human IGF1 (rhIGF1) eller placebo. Rekombinant humant IGF1 ökade de cirkulerande IGF1-nivåerna i reproducerbar omfattning, och dessa nivåer förblev stabila och inom det normala intervallet fram till 90 minuter. Den genomsnittliga GH-koncentrationen under 3 timmar före arginin och/eller GHRHH ändrades inte av placebo eller rhIGF1. Efter placebo förstärktes GH-svaret på GHRH på ett slående sätt genom samtidig administrering av arginin. Författarna drog slutsatsen att arginin motverkar den hämmande effekten av rhIGF1 på den somatotrofa responsen på GHRH hos människor. De drog också slutsatsen att den akuta hämmande effekten av rhIGF1 på GH-svaret på GHRHH sker i hypotalamus, möjligen via förstärkning av SS-frisättning, och att arginin upphäver denna verkan.

Busto et al. (2002) identifierade förekomsten av en autokrin/paracrine stimuleringsslinga baserad på GHRH och en skarvvariant av GHRH-receptorer (139191) i mänsklig bukspottkörtel-, kolorektal- och magsäckscancer. Detta tyder på en strategi för antitumörbehandling baserad på blockering av denna receptor med specifika GHRH-antagonister.

Letsch et al. (2003) utvärderade de antiproliferativa effekterna av en antagonist av GHRH, JV-1-38, i nakenmöss som bar subkutana xenografts av 2 mänskliga androgenkänsliga och 1 androgenoberoende prostatacancer. I de androgenkänsliga modellerna förstärkte JV-1-38 kraftigt den antitumorala effekten av androgendeprivation inducerad av kirurgisk kastrering, men var ineffektiv när den gavs ensam. I den androgenoberoende cancern kunde dock JV-1-38 ensam hämma tumörtillväxten med 57 % efter 45 dagar. Resultaten visade att GHRH-antagonister hämmar androgenoberoende prostatacancer och, efter kombination med androgendeprivation, även androgenkänsliga tumörer. GHRH-antagonister kan således övervägas för behandling av både androgenberoende och -oberoende prostatacancer.

Halmos et al. (2002) undersökte uttrycket av GHRH och splicevarianter av GHRH-receptorer samt bindningsegenskaperna hos GHRH-receptorisoformen i 20 kirurgiska prover av organbegränsade och lokalt avancerade humana prostataadenokarcinom. Receptorernas affinitet och densitet för GHRH bestämdes genom ligandkonkurrensanalyser baserade på bindning av 125I-märkt GHRH-antagonist JV-1-42 tumörmembran. Tolv av 20 tumörer (60 %) uppvisade specifik, hög affinitetsbindning för JV-1-42. MRNA för splicevariant-1 påvisades i 13 av 20 (65 %) prostatacancerprover och överensstämde med förekomsten av GHRH-bindning. RT-PCR-analyser visade också på uttryck av mRNA för GHRH i 13 av 15 (86 %) undersökta prostatacarcinomprover. Förekomsten av GHRH och dess tumörreceptorsplicevarianter i prostatacancer tyder på att det eventuellt finns en autokrin mitogen slinga.

Kanashiro et al. (2003) fann att cellinjen för småcellig lungcancer DMS-153 uttryckte mRNA för GHRH och GHRHR-splicevarianterna 1 och 2, vilket tyder på att GHRH är en autokrin tillväxtfaktor. Dessutom stimulerades cellinjens proliferation in vitro av GRP (137260) och IGF2 (147470) och hämmades av en GHRH-antagonist. Kanashiro et al. (2003) undersökte effekterna av GHRH- och GRP-antagonister på tumörer producerade av DMS-153-celler som xenograferats till nakenmöss. Behandling med en GHRH-antagonist minskade tumörvolymen med 28 %, medan en GRP-antagonist minskade tumörvolymen med 77 %. En kombination av båda antagonisterna minskade tumörvolymen med 95 %. Western blot-analys visade att antitumoreffekterna var förknippade med minskat uttryck av TP53 (191170) som innehåller en tumörassocierad mutation. Igf1-nivåerna i serum minskade hos djur som fick GHRH-antagonister, och mRNA-nivåerna av Igf2, Igf-receptor-1 (147370), Grp-receptor (305670) och Egf-receptor (131550) minskade efter den kombinerade behandlingen.

Jessup et al. (2003) undersökte om endogent GHRHH har differentiella, könsspecifika effekter på interpulserande GH-nivåer. Sex friska män och fem friska kvinnor, 20 till 28 år gamla, som inte var överviktiga, inte rökte och inte tog några mediciner som var kända för att påverka GH-sekretionen studerades. Hos båda könen under infusion av GHRH-antagonister minskade genomsnittlig GH, pulsamplitud och GH-svar på GHRH signifikant, medan pulsfrekvensen förblev oförändrad. Under GHRH-antagonistinfusionen förändrades dock inte trough GH signifikant hos män (P = 0,54) men minskade signifikant hos kvinnor (P = 0,008). Deconvolution-analysen bekräftade avsaknaden av en signifikant förändring av basal sekretion hos män (P = 0,81) jämfört med kvinnor (P = 0,006). Jessup et al. (2003) drog slutsatsen att sexuell dimorfism i den neuroendokrina regleringen av GH-sekretionen hos människor innefattar en differentierad roll för endogent GHRHH när det gäller att upprätthålla basala GH-värden.

Alba och Salvatori (2004) genererade möss som saknar funktionell Ghrh genom att radera intron 2 och större delen av exon 3 i musens Ghrh-gen. Denna del av genen kodar för de första 14 aminosyrorna i det mogna proteinet, som är nödvändiga för biologisk aktivitet. Ghrh -/- möss föddes med det förväntade mendelska förhållandet och verkade normala vid födseln, men de visade tecken på tillväxthämning efter den andra levnadsveckan. Hypofysen hos Ghrh -/- möss var mindre i storlek och hade onormalt lågt innehåll av tillväxthormon mRNA och protein. De hade också minskat Igf1 (147440) i serum och minskat Igf1 mRNA i levern. Ghrh -/- möss uppvisade normal fertilitet, men mutanthonor hade konsekvent minskad kullstorlek. Valpar från Ghrh -/- honor uppvisade förhöjd dödlighet och bristande tillväxt. Ghrh -/- hanar hade normalt Ghrh-rp-proteinuttryck i testiklarna, vilket tyder på att den genfälla som användes för att avlägsna moget biologiskt aktivt Ghrh-uttryck bibehöll exon 4 och 5-sekvensen inom ramen i Ghrh-rp mRNA.

Shohat et al. (1989, 1991) uteslöt GHRH-genen från 20pter-p11.23 eftersom genen fanns i 2 kopior hos en patient med en deletion i detta segment. Patienten hade dock Rieger-anomali (se 180500) och en neurosekretorisk defekt av tillväxthormon – egenskaper som tyder på SHORT-syndromet (269880).

Med hjälp av en radioaktiv cDNA-sond för dot blot-analys av DNA från dubbla lasersorterade kromosomer lokaliserade Rao et al. (1991) GHRF-genen på eller nära band 20p12.