雌性哺乳动物促黄体素受体的研究进展.ppt

引言引言 LHR的结构结构和和分布 LHR基因结构结构 LHR在卵巢中的表达达 结语结语 促黄体素受体（促黄体素受体（Luteinizing Hormone Recepter，LHR），即），即LH受体，是与受体，是与G蛋白偶蛋白偶联的在哺乳动物生殖过程中起重要作用的糖蛋联的在哺乳动物生殖过程中起重要作用的糖蛋白激素受体超家族中的一员。白激素受体超家族中的一员。LH通过与靶细通过与靶细胞上的胞上的LHR结合，激活腺苷酸环化酶系统，引结合，激活腺苷酸环化酶系统，引起甾体激素的合成与分泌，参与哺乳动物受精起甾体激素的合成与分泌，参与哺乳动物受精卵着床、性腺发育及功能活动的调节卵着床、性腺发育及功能活动的调节 LHR属属于G蛋白偶联联受体（Gprotein-coupled receptor，GPCR）超家族中的糖蛋白受体亚亚家族成员员，LHR的cDNA编码编码一个个分子量为为75kDa、含674个氨个氨基酸的糖蛋白 LHR为为G蛋白偶联联型受体，LHR具有7个个跨膜区区，4个个胞质区质区以及由3个个环状区环状区和N端组组成的细细胞外区区 LHR由两个两个功能单单位组组成：细细胞外的激素结结合域和锚锚定单单元（anchoring unit）。细细胞外域含341氨氨基酸，对对LH或hCG有高的亲亲和力。锚锚定单单元由7个个跨膜（transmembrane，TM）胞浆浆模件（module）构构成，具有信号转导号转导和G蛋白偶联联功能附图附图 LHR结构模式图结构模式图细胞外区细胞外区跨膜区跨膜区环状区环状区胞质区胞质区激素结合域激素结合域锚定单元锚定单元 LHR的细细胞外域有6个个潜在的糖基化位点，7个个跨膜螺旋被被3个个细细胞内环内环（IL）和3个个细细胞外环环（EL）连连接接。细细胞外域主要特征为为具有大约大约14个不完全重复富个不完全重复富含含亮氨酸亮氨酸序列序列（LRR）。每一个序列大约含有。每一个序列大约含有25个氨个氨基酸残基，其功能是负责结合基酸残基，其功能是负责结合LH。该区域具有结合激。该区域具有结合激素与跨膜区发生反应并介导信号传导的特性。跨膜螺素与跨膜区发生反应并介导信号传导的特性。跨膜螺旋具有结合旋具有结合G蛋白特性蛋白特性 研究发现，研究发现，LHR、FSHR和TSHR具有类类似富含富含Leu重复（重复（LRR），重复复基序均含有N端的Cys域。在外显显子28间间，这这3种种受体的LRR区区域有43%的同源性；但N端和C端的氨氨基酸序列同源性下降，表明这这些区区域与与激素特异异性有关关 LHR细细胞内内C末端部分（胞内区）（胞内区）由69个个氨氨基酸组组成，是发生磷酸化作用的部位。是发生磷酸化作用的部位。位于LHR尾端的两个两个同源基序（DSLL或GTALL）可使内吞内吞化的激素-受体复复合物由分解途径转径转向再利用途径径 研究发现，研究发现，在LHR细细胞内内C末端，大鼠有1个个PKC磷酸化共有位点，猪有2个个共有位点和1个个潜在的氨氨酸激酶磷酸化位点 LHR主要分布于性腺组织组织，即分布于睾丸Leydig细细胞、卵巢颗颗粒细细胞和黄黄体细细胞。LHR在胎儿儿卵巢上没没有检测检测到，但表达达于出生早期。LHR也分布在大鼠前列腺、正常乳腺表皮细细胞、恶恶性乳房损伤损伤、恶恶性乳房肿肿瘤及几个个癌细细胞系（T47D、MCF7和ZR75）LHR基因编码区编码区由11个个外显显子和10个内个内含子组组成，110外显显子编码编码5非翻译区译区和大部分细细胞外域，外显显子11编码编码包含一个个44氨氨基酸残残基片段的细细胞外域、跨膜域及其连连接环环、细细胞浆浆尾和3侧侧翼区区 11个个外显显子被10个内个内含子分隔，跨越70kb。外显显子28和10大小相似，有69-81个碱个碱基对组对组成，外显显子1和9有近200个碱个碱基对组对组成，外显显子11则则由1000个个以上的碱碱基对组对组成 外显子外显子3和和8是螺旋结构时，外显子是螺旋结构时，外显子1、2、46和和9是是结构结构 外显子外显子1编码编码5侧翼区，人、大鼠和猪的信侧翼区，人、大鼠和猪的信号肽及在号肽及在FSH和和TSH均保守的均保守的4个个Cys残基。残基。28外显子富含外显子富含Leu的重复，基序是由以的重复，基序是由以70bp的间的间隔部位插入内含子所形成的基因组编码隔部位插入内含子所形成的基因组编码 通过通过Kytodoplittle亲水性、表面分布概率、亲水性、表面分布概率、抗原指数和糖化为点分析发现外显子抗原指数和糖化为点分析发现外显子1、3、510至少部分位于表面，而外显子至少部分位于表面，而外显子2可能还有可能还有4是是隐蔽性的。大鼠、小鼠、猪和人隐蔽性的。大鼠、小鼠、猪和人LHR的基因在的基因在外显子外显子/内含子内含子/外显子连接处的外显子连接处的DNA顺序极其顺序极其相似，说明这些哺乳动物相似，说明这些哺乳动物LHR基因可能出于相基因可能出于相同的进化过程中同的进化过程中 LHRLHR在卵巢中的表达在卵巢中的表达 FSH可诱导诱导LHR的表达达，但主要由LH本身所诱导诱导。对对于去垂体的动动物，用GH或GH与与PRL相结结合，可促进进LHR表达达和阻止去垂体后LHR的消失。LH的脉冲性释释放能维维持Leydig细细胞的LHR和类类固醇激素合成酶的水平。然而，内内源性或实验实验性的LH水平的升高，可导导致LHR下调调和对对激素信号号的脱脱敏作用 人人LHR外显子外显子10的编码序列对受体在原生的编码序列对受体在原生质膜的表达是重要的。质膜的表达是重要的。外显子外显子9中的中的Cys257、Cys258，EL1中的中的 Cys321、Cys331、Cys417及外显子及外显子11中的中的Cys492对于受体的表面表达具有特殊作用，这些对于受体的表面表达具有特殊作用，这些残基的突变导致残基的突变导致LHR的细胞内滞留，但并不影的细胞内滞留，但并不影响激素的结合。在成年响激素的结合。在成年Leydig细胞，翻译效率细胞，翻译效率及蛋白质稳定性决定受体水平及蛋白质稳定性决定受体水平 在体内卵泡期及黄体期，在体内卵泡期及黄体期，LHR的一致性下的一致性下调，同稳定状态的受体调，同稳定状态的受体mRNA水平相关。在大水平相关。在大鼠黄体化卵巢及培养的猪黄体细胞上，受体的鼠黄体化卵巢及培养的猪黄体细胞上，受体的一致性下调也同一致性下调也同mRNA稳定性下降相关，但在稳定性下降相关，但在MA10细胞细胞，受体的下调与下降的，受体的下调与下降的LHR的转录的转录有关有关 Sokka和和OShaughness等分别报道了等分别报道了LHR在卵泡发育早期就已存在。在卵泡发育早期就已存在。JiWu等研究发现等研究发现 LHR在体外发育的腔前卵泡中有一阶段性的表在体外发育的腔前卵泡中有一阶段性的表达达 但是亦有很多研究结果表明，在小腔前卵但是亦有很多研究结果表明，在小腔前卵泡的颗粒细胞中泡的颗粒细胞中LHR的表达是可以忽略的的表达是可以忽略的 腔前卵泡发育至有腔卵泡以后，随着卵泡腔前卵泡发育至有腔卵泡以后，随着卵泡的发育长大，的发育长大，LHR得到了高度表达得到了高度表达 LHR的表达是与卵巢中其的表达是与卵巢中其mRNA水平平行水平平行相关的相关的 Abdennebi等通过对高产的等通过对高产的ROM羊羊和低产和低产的的IF羊羊研究发现，在小的有腔卵泡中，研究发现，在小的有腔卵泡中，LHRmRNA在内膜细胞中有清晰的表达，但在颗粒细在内膜细胞中有清晰的表达，但在颗粒细胞中，仅检测到低水平的胞中，仅检测到低水平的LHRmRNA;在大的在大的有腔卵泡中，有腔卵泡中，LHRmRNA水平在内膜细胞和颗水平在内膜细胞和颗粒细胞中均有高度的表达粒细胞中均有高度的表达 Bao等研究发现，在健康牛卵泡的颗粒细等研究发现，在健康牛卵泡的颗粒细胞中，胞中，LHR水平随着卵泡的增大而提高，且水平随着卵泡的增大而提高，且 LHRmRNA表达水平在卵泡发育的后期高于前表达水平在卵泡发育的后期高于前期。对猪的研究发现，期。对猪的研究发现，LHRmRNA在成熟卵泡在成熟卵泡的颗粒细胞和卵泡膜中均有高度表达；不成熟的颗粒细胞和卵泡膜中均有高度表达；不成熟卵泡中，仅在卵泡膜细胞中有少许表达。这与卵泡中，仅在卵泡膜细胞中有少许表达。这与卵泡发育的后期对促性腺激素的依赖由卵泡发育的后期对促性腺激素的依赖由FSH转转向向LH是相适应的是相适应的 卵泡优势化过程中，卵泡优势化过程中，LHR数量迅速增加。数量迅速增加。研究表明，在成年动物，研究表明，在成年动物，LHRmRNA水平在动水平在动情周期的颗粒细胞和黄体细胞中变化最为明显，情周期的颗粒细胞和黄体细胞中变化最为明显，这说明优势卵泡的选择与这说明优势卵泡的选择与LHRmRNA表达有很表达有很大关系大关系 另有发现，在卵泡的选择期，特别是在优另有发现，在卵泡的选择期，特别是在优势卵泡和次级卵泡生长速度特殊的分化期，优势卵泡和次级卵泡生长速度特殊的分化期，优势卵泡中具有较多的势卵泡中具有较多的LHR，并且其数目逐渐增，并且其数目逐渐增多。这主要是因为多。这主要是因为LH在卵泡优势化过程中发在卵泡优势化过程中发挥主导作用，因此与其相关的挥主导作用，因此与其相关的LHR水平必然逐水平必然逐渐升高。当优势卵泡在黄体期优势化时，渐升高。当优势卵泡在黄体期优势化时，LHR数目的增多，有利于数目的增多，有利于LH脉冲振幅的升高，从脉冲振幅的升高，从而保证了黄体期优势卵泡的后期生长而保证了黄体期优势卵泡的后期生长 对对猪的研研究发现发现，母猪的小卵泡中LHR仅仅200300个个，而到排卵前的大卵泡就增加到10000个个以上 Yuan等和Bao等分别别在猪和牛的卵泡发发育中证实证实了LHRmRNA在排卵前大卵泡的颗颗粒细细胞能特异异地高度表达达 研究说明研究说明，LHR的增加就为颗为颗粒细细胞对对排卵前LH峰起反应应而引起的黄黄体化做好了准备备。并并且，LHR数数量的增加大大提高了卵泡对对LH的反应应性。因此，卵泡能最终发终发育成熟和破裂排卵 研究发现研究发现LHR是由雌激素与是由雌激素与FSH协同诱导协同诱导形成的，形成的，LHR的分化反过来又增强卵泡雌激素的分化反过来又增强卵泡雌激素合成的能力，由此形成这一特定卵泡的良性循合成的能力，由此形成这一特定卵泡的良性循环；卵巢自分泌产生的环；卵巢自分泌产生的类胰岛素样生长因子类胰岛素样生长因子（IGF-）可引起）可引起LHR数量的上升，以维持优数量的上升，以维持优势卵泡的发育势卵泡的发育 对大鼠和小鼠的研究发现，对大鼠和小鼠的研究发现，转化生长因子转化生长因子（TGF-）和）和FSH可协同促进颗粒细胞表达可协同促进颗粒细胞表达LHR 另外，优势卵泡自分泌产生的抑制素有增另外，优势卵泡自分泌产生的抑制素有增加自身加自身LHR分化和芳香化酶活性的能力，从而分化和芳香化酶活性的能力，从而促进自身进一步发育，而周围的非优势化卵泡促进自身进一步发育，而周围的非优势化卵泡由于缺乏抑制素造成的由于缺乏抑制素造成的LH分化而发生闭锁分化而发生闭锁 LHR是LH发挥发挥功能的重要部位，在卵泡的优势优势化和排卵方面有重要的意义义，在动动物繁殖方面的有有重要作用。LHR可能成为为提高哺乳动动物排卵率，提高动动物繁殖率的重要目标标 随随着近几年，LHR在基因表达达的调调控即在卵巢中的表达达得到了进进一步研研究，这将这将使LH在动动物繁殖和疾病防治领领域中应应用更加广泛