موضوع
تنظیم فیزیولوژی تولید مثل و رفتار توسط هورمون مهار کننده گنادوتروپین
The control of reproductive physiology and behavior by gonadotropin-inhibitory hormone
درس جنین شناسی مولکولی
"تنظیم فیزیولوژی تولیدمثل و رفتار توسط هورمون مهارکننده گنادوتروپین"
چکیده :
هورمون آزاد کننده گنادوتروپین ( GnRH ) فیزیولوژی تولیدمثل و رفتار مهره داران را بوسیله تحریک ساخت و آزادسازی گنادوتروپین از غده هیپوفیز کنترل می کند. در سال 2000، دیگر نوروپپتید هیپوتالاموس دیگری به نام هورمون مهار کننده گنادوتروپین ( GnIH )، در بلدرچین کشف شد که به عنوان فاکتور مهاری هورمون آزاد کننده گنادوتروپین شناخته شد. هومولوگ های GnIH ( هورمون مهار کننده گنادوتروپین ) در مغز مهره دارانی از جمله پرندگان، پستانداران، دوزیستان، و ماهیان وجود دارد. این پپتید ها که به عنوان پپتیدهای مرتبط با آمید Rf ( RfRRs ) گروه بندی می شود ، دارای یک موتیف LPXRf -آمید ( Q یا X= L ) مشخصی در C ترمینال خود هستند. m RNA پیشساز GnIH / RfRP یک پلی پپتید را کد می کند که در پستانداران به دو و در پرندگان به سه پپتید بالغ تفکیک می شوند. اسامی این پپتید ها GnIH، پپتید مرتبط با GnIH (GnIH-RP-1) GnIH-RP-2 در پرندگان و RfRP-1 وRfRP_2 در پستانداران می باشد.GnIH/RfRP در نورون های هسته های پاراونتریکولار هیپوتالاموس در پرندگان و نواحی پشتی – میانی هیپوتالاموسی در پستانداران سنتز می شود. نورون های GnIH وارد Median eminence (ME) می شوند بنابراین یک ساختار عصبی – آناتومیکی عملکردی برای تنظیم عملکرد هیپوفیز قدامی فراهم می کنند. در بلدرچین، GnIH فعالیت گنادی را با کاهش سنتز و آزاد سازی هورمون گنادوتروپین مهار میکند. توزیع گسترده فیبر های واکنش ایمنی زای GnIH/RfRP در تمام جانوران آزمایش شد، فعالیت های متنوعی را در مغز پیشنهاد می کند بنابراین می توان نتیجه گرفت که mRNA به طور وسیعی هم در مغز و هم در هیپوفیز بیان می شود. پایانه های آکسونی GnIH/RfRP در پرندگان و پستانداران احتمالاً با نورون های GnRH در تماس هستند، و ما اخیراً نشان دادیم که بیان mRNA گیرند GnIH را در نورون هایGnRH-I و II GnRH- در استارلینگ اروپایی نشان دادیم. بنابراین، GnIH/RfRP ممکن است همچنین سنتز و آزادسازی گنادوتروپین را با مهار نورون های GnRH ، علاوه برمرغان عملکردهای مستقیم اش بر روی غده هیپوفیز مهار دارد. تجویز داخل مغزی – بطنی GnIH/RfRP سبب مهار بیشتر رفتارهای تولید مثلی در مرغان نغمه سرا و جوندگان می شود، که این فعالیت مهاری احتمالاً از طریق عملکردهای مستقیم آن بر روی سیستم GnRH اتفاق می افتد. همچنین مطالعات نشان داده اندکه بیان GnIH/RfRP ، توسط ملاتونین که یک نشان کننده داخلی وابسته به طول روز در مهره داران است ، نیز کنترل می شود. همچنین تحریکات استرس هم می توانند بیان GnIH/RfRP ، را در مرغ نغمه سرا و جوندگان تنظیم کند. بنابراین GnIH/RfRP احتمالاً به عنوان یک مبدل ( ترانس دیوس ) اطلاعات محیطی و بر هم کنش های اجتماعی در فیزیولوژی و رفتار درونی حیوانات به کار رود. دانشمندان اخیراً، نشان دادند که GnIH/RfRP و گیرنده اش همچنین در گنادهای پرندگان، جوندگان و پریمات ها نیز بیان می شوند. به طور خلاصه، با توجه به اطلاعات به دست آمده پیشنهاد می کنیمGnIH/RfRP به عنوان یک میانجی گر مهم عملکرد تولیدمثلی در مغز، هیپوفیز و گنادهای پرندگان و پستانداران عمل می کند.
مقدمه:
هورمون آزاد کننده گنادوتروپین GnRH) ( که یک دِکا پپتید می باشد، فاکتور اولیه مسئول کنترل هیپوتالاموس ترشح می باشد. در اوایل GnRH از پستانداران وسپس بعدها از پرندگان و مهرداران دیگر جدا شد. استروئید های جنسی گنادی و اینهیبین ( inhibin ) می توانند هم ترشح گنادوتروپین را از طریق فیدبکی از گنادها تنظیم، و هم جنس گنادی یک مهارکننده هیپوتالاموس ترشح در مهره داران باشند، در سال 2000 یک نوروپپتید هیپوتالاموس که قبلاً ناشناخته بود، گزارش شد که برای مهار آزادسازی گنادوتروپین از بافت هیپوفیز قدامی کشت شده بلدرچین، مهم بود که به نام GnIH و هورمون مهارکننده گنادوتروپین نامگذاری شد. نورون های واکنش زای ایمنی GnIH در هسته های پارانتریکولار یا اطراف بطن ( RVn ) بلدرچین قرار گرفته اند. این نورون ها به برآمدگی میانی (median eminence) کشیده می شوند ، بنابراین یک فراساختار عصبی – آناتومی را فراهم می کنند که عملکرد هیپوفیز قدامی ( آدنوهیپوفیز ) را تنظیم می کند یک C DNA که پلی پپتید پیش ساز GnIH را کد می کند از مغز بلدر چین، گنجشک های تاج سفید و استارلینگ های اروپای کلون شد و دیده شد که بیان mRNA پیش ساز GnIH در هسته های اطراف بطنی(PVN) این پرندگان نیز بیان می شود.
هومولوگ های GnIH در مغز مهره داران دیگری مثل پستانداران، دوزیستان و ماهی ها نیز بیان می شود. این پپتید ها به عنوان پپتیدهای وابسطه به آمیدی Rf (RfRP) طبقه بندی می شوند، که دارای یک موتیف آمیدی – LPxRf (Q یا X=L) در C ترمینال تمام مهره دارانی هستند که مورد آزمایش قرار گرفته اند، اما نقش آنها در فرآیند تولید مثل فقط در پرندگان و پستانداران مورد بررسی قرار گرفت. ما همچنین واژه RfRP را برای هومولوگ های GnIH نیز به کار بردیم، چون پپتید های هومولوگ این چنین این چنین عملکردهای فیزیولوژیکی را انجام نمی دهند عملکردهای هومولوگ GnIH باید در آینده روشن شوند. mRNA پیش ساز GnIH/RfRP یک پلی پپتید را کد می کند که در پرندگان به سه پپتید بالغ و در پستانداران به دو پپتید بالغ تفکیک می شود. تصویر شماره 1 نمایی از توالی پلی پپتیدهای پیش ساز GnIH/RfRP را در بلدرچین، استارلینگ و انسان وRat (رَت ها) به عنوان توالی های آمینواسیدی نماینده برای پرندگان و پستانداران نشان می دهد. موتیف LPxRf (Q یا X=L) در قسمت c ترمینال پپتیدهای GnIH/RfRP توسط گلیسیس به عنواننشانه یا علامت آمینواسیون و آرژنین یا لیزین به عنوان آمینواسید های بازی برای اندوپروئتوتیدی دنبال می کند. پپتید های آندروژنوسی GnIH/RfRP را می توان بر اساس آمینو اسیدهای بازی در N ترمینال شان تقسیم شوند. سه تا توالی پپتیدی – آمیدی LPXRf در پلی پپتید پیش ساز GnIH در بلدرچین و مرغ نغمه سرا کد می شوند که GnIH-R-1 ، GnIH و GnIH-RP-2 را از N ترمینال به C ترمینال طراحی می کنند می باشد. از این توالی های RfRP احتمالی، GnIH بلدرچین ( SIKPSAYLPLRf – amide )، GnIH-Rf-2 بلدرچین ( SSIQSLLNLPQRf-amide ) و GnRH استارلینگ ( مرغ نغمه سرا ) (SIKPSAYLPLRf-amide ) به عنوان پپتید های آندروژن بالغ توسط آنالیز طیف سنجی جرمی شناسایی شده اند. در پلی پپتیدهای پیش ساز RfRP انسان نیز، دو توالی پپتیدیLPXRf-amide ( RFRP3 و RFRP1 ) کد می شوند که ما دو توسط آنالیز طیف سنجی حجمی به عنوان پپتیدهای بالغ شناسایی کردیم.
( RfRP1-MRHSfANLPLRf-amide-RfRP-3:VPNLPQRf-amide )، جالب است بدانیم که ، یک توالی پپتیدی – آمیدی LPLRs درموقعیت GnIH پلی پپتید پیش ساز رمز گردانی می شودکه می تواند به عنوان RfRP-2 انسانی طراحی شده باشد. اگرچه ما نتوانستیم این پپتید بالغ را در مطالعات مان جداسازی کنیم. در مقابل، هیچ گونه توالی RfRP 2 در پلی پپتید پیش ساز RfRP رَت ( Rat ) وجود ندارد اگرچه دو تا توالی پپتیدساز LPXRf-amide (یعنی RFRP-1 , RFRP-3 در Rat) مشاهده شده بود. از بین این دو پپتید LRXRf-amide، تا کنون فقط RfRP-3 رَت (-amide ANMEAGTMSHfPSLPQRf ) به عنوان یک پپتید بالغ آندروژن شناسایی شده است. در تصویر شماره2 طرح و نمایی از پلی پپتیدهای پیش ساز GnIH/RfRP چندین پرنده، مثل بلدرچین ژاپن، جغد جنگلی قرمز ( AAR14159 )، استارلینگ اروپایی ( ABO86716 )، گنجشک تاج سفید ( BAD21301 )، و پستانداران مثل ( شامپانزه 90P-001460762 )، انسان ( BAB17674 )، اسب ( 90P-001498898 )، گله گاو ( NP-776593 )، موش خانگی ( BAB17673 )، رَت نروژی ( NP-076442 ) و ماهی قزل آلا ( BACO6473 ) زبرافیش ( BAf34890 ) برای مقایسه آورده شده است.
تصویر 1: توالی پلی پپتیدهای پیش ساز GnIH در پرندگان و پستانداران به عنوان نماینده نشان اده شده است . موتیف اختصاصی(Q یا X=L) LP90Rf در C ترمینال برای RfRPs توسط گایسین به عنوان مارکریا نشانه ای برای آمیداسیون ( amidation ) و آرژنین و لیزین به عنوان آمینو اسید های بازی پرئتولیتیک دنبال شده که زیرشان خط کشیده شده است. توالی های پپتیدی احتمالی RfRP/GnIH با آمینو اسیدهای بازی اندوپرئتولیتیک احتمالی در هر دو انتها به صورت بولد ( تیره ) نشان داده شده اند.
تصویر 2: طرحی از پلی پپتیدهای پیش ساز GnIH در چندین پرنده، پستاندار و ماهی نشان داده شده است. موتیف اختصاصی(Q یا X=L) LPXRf در C ترمینال برای RfRP توسط گلیسین به عنوان علامت و نشانه آمیداسیون و آرژنین و لیزین به عنوان آمینواسید های بازی اندوپروتئولیتیک دنبال شده اند که به صورت تیره نشان داده شده اند . توالی LPLRL-amid یا LPLRS-amid در موقعیت GnIH-RfRP-2 از پلی پپتید پیش ساز در مواردی مثل؛ شامپانزه، انسان، احشام، بلدرچین ژاپنی، جغد جنگلی قرمز، استارلینگ اروپایی (Zonotrichia Leucophrys )، گنجشک تاج سفید، اسب ( Mus musculus )، موش خانگی، رَت نروژی و ماهی gold fish و زبرا فیش رمزگردانی شده اند.
*عملکردهای GnIH/RfRP در محور هیپوتالاموس- هیپوفیز – گنادی:
برای مطالعه عملکرد های بیولوژیکی پپتید GnIH/RfRP، شناسایی رسپتور آن ضروری می باشد. رسپتور GnIH بلدرچین شناسایی و فعالیت های اتصالی آن نیز مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز ساختاری گیرنده GnIH بلدرچین نشان می دهد که این گیرنده سوپر فامیلی گیرنده های جفت شده با G پروتئین تعلق دارد ( GPCR ). یک شکست از غشای خام از سلولهای COS 7 که با CDNA گیرنده GNIH بلدرچین آغشته شده است یا در یک روش وابسطه به غلظت و به طور ویژه به GnIH، GnIH-RP-1 و GnIH-RP-2 باند می شود. جالب است بدانیم که، گیرنده GnIH همچنین با تمایل بالایی به پپتیدهای RfRP مختلف که موتیف LP90Rf را در C ترمینال خودشان دارند ملحق می شوند .در مقابل،GnIH ایی که C ترمینالش به صورت غیر آمیدی می باشد ( آمیدی نیست ) در پیوند شکست می خورد. بنابراین، C ترمینال موتیف LP90Rf در توانایی برای پیوند نقش مهمی ایجاد می کند. mRNA گیرنده GnIH بلدرچین در هیپوفیز نسبت به نقاط دیگر مغز بهتر بیان می شود. هومولوگ پستانداران گیرنده GPR147 GnIH می باشد. (OT7TO22t NPFF-1 ). تصویر شماره 3 پیش بینی GPR147 را نشان می دهد. (AB04104) پپتیدهای Rf7RP ، تولید AMP C در سلول های تخمدان هاجسترهای چینی که با GPR147 آلوده شده اند، را سرکوب می کند لذا پیشنهاد می کنیم که رسپتور با Gai جفت شود mRNA ی GPR 147 در نقاط مختلف مغز همانند هیپوفیز بیان می شود، لذا می تواند عملکرد های چندگانه ای در CNS ( دستگاه عصبی مرکزی ) باشد.
آزادسازی واقعی GnIH یا پپتیدهای RfRP به درون سیستم باب هیپوتالاموسی- هیپوفیزی در هیچ مهره داری مورد مطالعه مورد مطالعه قرار نگرفته است. به هر حال، تراکم فیبرهای واکنش زای ایمنی مربوط به GnIH (GnRH-ir)در برآمدگی میانی(ME) در بلدرچین، همانند گنجشک خانگی، گنجشک آواز خوان، استارلینگ اروپایی دارای نقش خاصی برای GnIH در تنظیم عملکرد هیپوفیزی اش برای این پرندگان است. این واقعیت که GnIH آزادسازی گنادوتروپین را از هیپوفیز قدامی بلدرچین که کشت داده شده است مهار می کند. که خود یک حمایت قوی برای این عملکرد است . تجویز GnIH به هیپوفیز قدامی کشت شده ی جوجه علاوه بر مهار آزادسازی گنادوتروپین، از ساخته شدن زیر واحد های MRNA مربوط به گنادوتروپین نیز جلوگیری می کند. با این وجود، تنظیم مستقیم عملکرد هیپوفیز بوسیله GnIH با روش های مختلفی در گونه های مختلفی از پرندگان کنترل می شود زیرا هیچ نوع مواد ایمنی زای GnIH در برآمدگی میانی در گنجشکان بال بور نر بالغ (مثل Amiophila Carpalis) وجود ندارد . در جوندگان ، رشته های واکنش زای ایمنی RFRP در برآمدگی میانی وجود دارد اما پراکنده اند. بنابراین،کارآمد بودن فعالیت فیزیولوژیکی GnIH/RfRP در تنظیم مستقیم فعالیت هیپوفیز در گونه های مختلف متفاوت می باشد. یافته های ما در مورد این تفاوت ها در حال حاضر اندک می باشد.
برای توضیح اهمیت عملکردی GnIH درکنترل تولید مثل پرندگان vbuka و همکارانش فعالیت GnIH را در محور هیپوفیزی گنادی در بلدرچین نر مورد آزمایش قرار دادند. این مسئله به طور کلی مورد قبول قرار گرفته که در گونه های پرندگان هورمون گنادی ( LH ) ساخت تستسترون را در سلول های لیدیک تحریک می کند. هورمون محرک فولیکول ( fsH ) و تستسترون رشد تمایز و فعالیت اسپرماتوژ بیضه ها را تحریک می کند. تجویز محیطی GnIH به بلدرچن بالغ از طریق پمپ اسمزی برای دو هفته، mRNA زیر واحد مشترک بیان و LH گنادوتروپین را در هیپوفیز کاهش داد. غلظت اسمزی LH و تستسترون پلاسما هم به طور وابسته به دوزی کاهش یافتند. بنابراین، تجویز GnIH به پرنده های بالغ باعث القای آپوپتوز بیضه ای و کاهش فعالیت اسپرماتوژتر در بیضه می شود. در پرندگان نابالغ، تجویز روزانه GnIH برای دو هفته باعث می شود تا رشد بیضه ها سرکوب شده و سطح غلظت تستسترون پلاسما را افزایش داد بالا رود. این نتایج نشان می دهد که GnIH می تواند تکوین و نگهداری گنادی و همچنین تکوین جنسی را توسط کاهش سنتز و آزاد سازی گنادوتروپین، مهار کند.
*عملکرد های GnIH/RfRP در مغز:
اگرچه تراکم جسم سلولی نورون های GnIH فقط در PVN دیده شده اند با این حال رشته های-ir GnIH به طور گسترده در نواحی دیانفال و مزانسفان در مغز بلدرچین پراکنده اند. تراکم شبکه های رشته های GnIH در پلئواستریاتوم شکمی ( Paleostriatum ) نواحی سپتال، نواحی پره اپتیک، برآمدگی میانی، بام یاتکتوم بینایی و هسته حرکتی پشتی عصب واگ یافت می شود. بنابراین، آن بود یک فرضیه که GnIH نه تنها در تنظیم عملکرد هیپوفیز شرکت می کند بلکه همچنین در مکانیسم های رفتاری و اتونومیکی هم دخیل است. فیبرهای نورونی RfRP-ir و GPR147 mRNA به طور گسترده در مغز رَت نیز توزیع شده است. بنابراین، سیستم RfRP-GPR147 احتمالاً به عنوان یک تنظیم کننده مکانیسم های رفتاری و خودکار در مغز پستانداران عمل می کند.
مطالعات ایمنی – بافتی – شیمیایی با استفاده از میکروسکوپ نوری و کونفوکال نشان داد که انتهاهای آکونی GnIH/RfRP احتمالاً بانورون های GnRH در پرندگان و جوندگان در تمامی هستند. بنابراین، یک پتانسیل برای تنظیم مستقیم فعالیت نورون GnRH توسط نورون های GnIH وجود دارد. اخیراً، ubuka و همکارانش ( 2008 ) برهم کنش بین نورون های GnIH و GnRH در مغز استارلینگ اروپایی بررسی کرده اند. این پذیرفته شده است که حداقل دو فرم از GnRH در مغز پرندگان وجود دارد. یک شکل آن GnRH-1 می باشد که در median eminence آزاد می شوند باعث تحریک ترشح گنادوتروپین از هیپوفیز قدامی می شود و شکل دومGnRH-11 است که روی فعالیت و رفتار تولیدمثلی در پرندگان و پستانداران موثر است.
مطالعات ایمنوسیتوشیمی نشان می دهد که انتهاهای آکون GnIH روی نورون های (11 وGnIH-1 ) در مغز پرنده آواز خوان وجود دارد . علاوه بر این، هیبریدزاسیون درجا از mRNA گیرنده GnIH استارلینگ ترکیب شده با ایمونوسیتوشیمی GnRH نشان دهنده بیان mRNA گیرنده GnIH-1در نورون های GnIH و GnIH-11 بود. تجویزRFRH / GnIH باعث مهار آزادسازی گنادوتروپین در گنجشکهای تاج سفید، هامسترهای syrian و رَت ها در روش مشابه به تجویز محیطی GnIH می شود. بنابراین؛ GnIH احتمالاً ترشح گنادوتروپین را با کاهش فعالیت عصبی GnRH را علاوه بر تنظیم آزادسازی گنادوتروپین هیپوفیزی به طور مستقیم مهار می کند. "تجویز مرکزی RFRP/GnIH رفتار تولیدمثلی زنانه را در گنجشک های تاج سفید و رفتار تولید مثلی نری را در موش ها مهار می کند. "
این مسئله به درستی شناخته شده است که GnIH-11 جفت شدن گنجشک تاج سفید ماده را با نر با شنیدن صدای آن افزایش می دهد. به دلیل تماس نورون های GnRH با GnRH-11 در گنجشکان تاج سفید، تاثیر GnRH را روی جفت گیری ماده های این گونه بررسی کردیم روز فیزیولوژیک به طور مرکزی GnRH باعث مهار جفت گیری در این گونه از گنجشک ها شد و جانسون و همکارانش (2007) اثرات تجویز مرکزی RFRP-3 را روی رفتارهای تولید مثلی رت های نر بررسی کردند. تست های رفتاری نشان داده که RFRP-3 به طور وابسته به روزی تمام ابعاد و جنبه های رفتار جنسی را سرکوب کرده در حالی که هیچ تاثیری روی توانایی نرها مشاهده نشد. اما در مقایسه با آن RFRP در مغز رت سبب افزایش رفتارهای جنسی نری می شد. این نتایج نشان داد که RFRP/GnIH فیزیولوژی و رفتار تولید مثلی را نه تنها با مهار ترشح گنادوترپین از غده هیپوفیزی، بلکه با مهار فعالیت های عصبی GnRH یا با فعالیت مستقیم آن در مغز مهار می کنیم. مکانیسم های فیزیولوژیکی دقیقی از RFRP / GnIH در مغز عمل می کند و در بین جنس های مختلف متفاوت است که در مطالعات آینده بر روی آنها تمرکز خواهیم کرد.
تصویر 3: ارائه دو بعدی از گیرنده RfRP انسانی نشان داده شده است(GPR 147) . ناحیه غشا گذار با استفاده از SOSUI پیش بینی شده است. جایگاه های گیلیکوزیلاسیون و پل های دی سولنیدی بوسیله GPCRDB پیش بینی شده است.
*تنظیم بیان GnIH :
شناسایی مکانیسم های تنظیم بیان GnIH/RFRP در فهمیدن نقش فیزیولوژیک GnIH بسیار مهم است. گونه های زیادی از پرندگان و همچنین پستانداران فوتوپریودیک: سیستم می باشند. پستانداران فوتوپریودیک برای جواب دادن به تغییرات سالیانه ترشح ملاتونین رفتار تولیدمثلی خود را کنترل می کنند. در مقابل، dogma اعلام داشته که پرندگان از تغییرات سطح ملاتونین برای کنترل رفتار تولید مثلی استفاده نمی کنند و نقش ملاتونین در تولید مثل پرنده گان به شکل معما باقی مانده است. برخلاف dogma یی که پذیرفته شده، ملاتونین در تنظیم چندین فرآیند فصلی از جمله فعالیت گنادی و ترشح گنادو تروپن دخیل است. از آنجایی که GnIH دارای نقش مهاری روی ترشح گنادوتروپن می باشد فرض می کنیم که ملاتونین در القاء بیان GnIH درگیر است، بنابراین ملاتونین فعالیت گنادی را تحت تاثیر قرار می دهد نقش ملاتونین بر روی بیان GnIH در بلدرچین مورد مطالعه قرار گرفت. از آنجایی که غده پینه آل و چشم منبع اصلی ملاتونین در بلدرچین می باشند لذا اثرات پینه آکتومی (Px) ترکیب شده با (Ex) orbitalenucleation ( Px و Ex) روی بیان mRNA پیش ساز GnIH و پپتید GnIH آنالیز شد. در نتیجه ، ملاتونین به پرندگان Px + Ex تزریق شد. سطح بیان mRNA پیش ساز GnIH و به دنبال آن پپتید GnIH بالغ Px + Ex کاهش یافت بنابراین تزریق ملاتونین به پرندگان Px + Ex سبب افزایش وابسته به دوزی در بیان mRNA پیش ساز GnIH و تولید پپتید بالغ آن می شود. بیان GnIH به طور فوتوپریودی کنترل می شود و تحت شرایط فتوپریودهای روز کوتاه، در افزایش ترشح ملاتونین، افزایش می یابد. همچنین بیان رسپتورملاتونین در نورون های GnIH مورد بررسی قرار گرفه. ترکیب از هیبرید فیراسیون در جا با ایمونوسیتوشیمی برای GnIH نشان داد که mRNA Mel1c، که یک زیر واحد پرسپتور ملاتونین در پرندگان است، در نورون های GnIH-ir در PVN بیان می شود. اتورادیوگرافی رسپتورهای ملاتونین اتصال ویژه ملاتونین در PVN را نشان داد و بنابراین ملاتونین می تواند از طریق رسپتورش مستقیماً روی نورون های GnIH برای القاء بیان GnIH عمل کند. اخیراً هم، به طور مشابهی، اما عکس حالت قبل، عملکرد ملاتونین روی مهار بیان RFRP در هامسترهای Siberian و Syrian که هر دو در دسته پستانداران فوتوپریودی قرار دارند، در آزمایشاتی که غده پینه آل و چشم برداشته می شوند میزان بیان mRNA مربوط به GnIH تغییر کرده و در نتیجه پپتید GnIH نیز تحت تاثیر قرار می گیرد. متعاقباً ملاتونین به پرندگانی که هسته چشم آنها را در آورده اند (Px plus Ex ) تزریق کردند. نتایج آزمایشات در بلدرچین و هامستر نشان داد که بیان RFRP/ GnIH به طور فوتوپریودی از طریق یک پروسه وابسته به ملاتونین، تنظیم می گردد. پیشنهاد شده که سطح بالای ملاتونین در بچه های نوجوان برای سرکوب تکوین جنس ضروری است. تحقیق روی RFRP/ GnIH در هیپوتالاموس و رسپتورش در هیپوفیز و در نورون های GnRH در افراد قبل از بلوغ، بالغ و بزرگسال همگی موید این مطلب بودند که RFRP/ GnIH در شروع بلوغ نقش دارد.
استرس می تواند تولید مثل را در پرندگان و پستانداران مهار بکند. به دلیل اینکه GnIH یک تاثیر مهاری روی اعمال تولید مثلی در پرندگان دارد، یک فرضیه شکل گرفته که اثرات مهاری استرس روی اعمال تولید مثلی از طریق سیستم GnIH هیپوتالاموس میانجی گری می شود. آنها اثرات استرس را روی تعداد نورون های GnIH در هیپوتالاموس گنجشک خانگی نر و ماده بررسی و آزمایش کردند، اطلاعات اولیه حاکی از افزایش تعداد نورون های GnIH-ir بعد از استرس بود. Kirby و همکارانش در سال 2007 بررسی کردند که چگونه استرس، سطح mRNAو پروتئین RFRP را در موش های نر بالغ تغییر می دهد. سطح پروتئین و mRNA مربوط به RfRP به دنبال استرس سریعاً افزایش یافته و سپس 24 ساعت بعد از استرس به سطح پایین تری برمی گردد. علاوه بر این، آنالیز میکروسکوپی کونفوکال (دو کانونه) هیبریدیزاسیون در جا برای mRNA مربوط به RfRP همراه با رنگ آمیزی ایمونوسیتوشیمی برای رسپتور گلوکوکورتیکوئیه (GR) نشان داد که هر دو پیام توسط یک سلول صادر می شود و این هم تایید می کند که نورون های RfRP رسپتور گلوکورتیکوئیه ها بیان می کنند. آنها نتیجه گرفتند که استرس آنی میزان RfRP را افزایش می دهد، احتمالاً این امر با اثر مستقیم گلوکوکورتیکوئید بر روی نورون های RfRP اتفاق می افتد. این داده ها از پرندگان و جوندگان به یک تاثیر از استرس بروی سیستم GnIH/RfRP اشاره دارد بنابراینGnIH/RFRP ، احتمالاً یک میانجی گر برای مختل کردن فعالیت تولید مثل ایجاد شده با استرس در پستانداران و پرندگان باشد.
* GnIH/RfRPدر غده ی جنسی:
تزریق محیطی GnIH در بلدرچین سبب القاء آپوپتوز گنادی با کاهش فعالیت گنادی شد. اگرچه این فعالیت می تواند از طریق کاهش ترشح گنادوتروپین از آدنوهیپوفیز ( هیپوفیز قدامی ) میانجی گری شود، اما این اثر مستقیم GnIH بروی غدد جنسی را نفی یا انکار نمی کند. اخیراً Bentley و همکارانش ( 2008 ) نشان دادند که GnIH و رسپتورش در بیضه و تخمدان استارلینگ و بلدرچین سنتز شده و در آنجا حضور دارند. ایمونوسیتوشیمی نشان داد مواد GnIH-ir در سلول های تِکا و گرانولوزای تخمدان و سلولهای بینایی و اسپرماتوگونیای بیضه در هر دو گونه وجود دارند. آنالیز PCR ( polymerase chain reaction ) نسخه هایی از GnIH از این بافت ها را نشان داد و هیبریداسیون درجا در بلدرچین، حضور mRNA پیش ساز GnIH را در سلول های زایا و بینایی بیضه تایید می کند. فلوروگرافی گیرنده ( receptor pluorography ) هم در آزمایشگاه و هم در بدن موجود زنده نشان داده که بیضه ها و تخمدان های استارلینگ و گنجشک تاج سفید حاوی محل های اتصال عملکرد برای GnIH هستند. Rhodaminated-GnIH به سلول های گرانولوزای تخمدان ها و به سلول های بینایی لوله های سمینی خروس بیضه در هر دو گونه متصل می شود. توالی یابی محصولات PCR از بافت های استارلینگ و بلدرچین تایید می کند که نسخه هایی از گیرنده GnIH در بیضه و تخمدان حضور دارند . هیبریداسیون در جای بیضه بلدرچین سیگنال های mRNA در سلول های زایا و بینایی تولید کرد. بیان mRNA پیش ساز RfRP و mRNA مربوط به GPR 147 در غدد جنسی رَت توسط آنالیز RT-PCR شناسایی شده است. این نتایج نشان دهنده پتانسیل GnIH/RfRP است که به عنوان یک عامل تنظیم کننده اتوکراین یا پاراکراین درون غدد جنسی در پرندگان و پستانداران عمل می کند.
جالب اینکه، مدارک حدس می زنند که GnRH همچنین در غدد جنسی انسان، سایر پستانداران ، پرندگان ، خزندگان، دوزیستان و ماهی ها نیز بیان می شود . نسخه هایی از گیرنده GnRH در بافت های غدد جنسی در این چندین گونه مشاهده شده است. هیبریدازاسیون درجا نشان می دهد که GnRH و گیرنده اش در بافت تخمدانی نظیر سلول های گرانولوزا و ثکا در مهره داران غیر پستاندار، در سلول های گرانولوزا و لوتئال رت و در سلول های گرانو لوزا – لوتئال انسان و در سلول های مربوط به جسم زرد (corpora Lutea) بیان می شوند. بارز می شوند. در بافت های مربوط به بیضه، هیبریداسیون درجا نشان می دهد که mRNA مربوط به GnRH در سلول های سرتولی و سلول های اسپرماتوگونی بیان می شوند. و mRNA گیرنده GnRH در سلول های بینابینی رَت ها و انسان بیان می شوند. این فرضیه وجود دارد که GnRH ، استروئیدوژنز پایه ای را تحریک و اما آندروژن تحریک شده با گنادوتروپین و بیوسنتز پروژسترون در یک حالت اتوکرین/پاراکرین مهار می کند. بر مبنای بیان متفاوت و مختلف درون سلول های فولیکولی و لوله های سیمن خروس می توانیم بگوییم که GnRH گنادی به عنوان یک تنظیم کننده رشد و غو در تکامل فولیکول و تولید اسپرم نقش دارد. حالا ما می دانیم که هم GnIH/RFRP در پرندگان و پستانداران بیان می شود و هم اینکه بر هم کنش GnRH و GnIH/RFRP هم در گنادها انجام می شود، همانند آن چیزی که در مغز اتفاق می افتد.
*خلاصه:
GnIH، یک پپتید هومولوگ برای RfRP پستانداران می باشد، در ابتدا در بلدرچین به عنوان یک مهار کننده هیپوتالاموس برای ترشح گناد و تروپین شناسایی شد. پپتید های هومولوگ و رسپتور هایشان در پرندگان و پستانداران شناسایی شده اند. فعالیت و عملکرد GnIH/RfRP در غده هیپوفیز همانند عملکردش در مغز مورد مطالعه قرار گرفته است. اگرچه یک توافق کلی مبنی بر نقش مهاری GnIH/RFRP بروی فیزیولوژی و رفتار تولید مثلی پرندگان و پستانداران وجود دارد اما GnIH/RfRP این مهار را می تواند با یک یا سه روش بیان شده در زیر انجام دهد:
1- مستقیماً سنتز و آزادسازی گنادوتروپن را در غده هیپوفیز مهار می کند.
2- میزان فعالیت نورون های GnRH را کاهش می دهد و یا
3- به طور مستقیم بروی غدد جنسی تاثیر می گذارد.
GnIH/RFRP همچنین می تواند مستقیماً رفتارهای تولید مثلی را با کنترل نورون های مختلف درون مغز مهار کند. تصویر 4 خلاصه ای از عملکرد احتمالی GnIH/RFRP را در کنترل فیزیولوژی و رفتار تولید مثلی در پستانداران و پرندگان نشان می دهد. اهمیت و کارایی هر یک از این روش ممکن است در میان گونه ها و روند و پروسه های تکوینی و همچنین بین جنس های مختلف، متغیر باشد.
هورمون استرس ملاتونین
اسپرم
+
تخمک
مکانیسم های کنترلی فیزیولوژی و رفتار تولید مثلی توسطتوسط ( RfRP ) GnIH و GnRH در پرندگان و پستانداران. مکانیسم های کنترل تحریکی و مهاری فیزیولوژی و رفتار تولید مثلی، تولید فرزندان را تنظیم می کند.
GnRH هورمون آزاد کننده گنادوتروپین.
GnIH هورمون مهاری گنادوتروپین.
LH هورمون لوئتیزه کننده.
fSH هورمونمحرک فولیکولی.
21