Группа исследователей обнаружила, что различия в кинетике ответа по внутриклеточному сигнальному пути диктуют дифференциальную чувствительность к различным характеристикам пульсирующего поступления гормонов.
В исследовании, финансируемом BBSRC и опубликованном в Journal of Biological Chemistry, изучается механизм, лежащий в основе передачи сигналов динамического гонадотропин-рилизинг-гормона (GnRH), с использованием визуализации живых клеток и математического моделирования.
Исследовательская группа, возглавляемая Крейгом Макардлом, профессором молекулярной фармакологии Школы клинических наук Бристольского университета, в сотрудничестве с Эксетерским университетом, сосредоточила свое внимание на пути передачи сигналов ERK, поскольку этот фермент активируется импульсами гонадолиберина и необходим для нормального воспроизведение.
Нейропептидный гормон GnRH секретируется импульсами нейронами в гипоталамусе и контролирует секрецию двух гормонов гипофиза, ЛГ и ФСГ, которые, в свою очередь, контролируют производство половых клеток и половых стероидов.
Эта система обеспечивает интерфейс между мозгом и репродуктивной системой.
Он абсолютно необходим для нормального воспроизводства и терапевтически предназначен для вспомогательной репродукции и лечения гормонозависимых заболеваний, таких как рак груди и простаты.
Исследование показало, что для воздействия на экспрессию генов система более чувствительна к изменениям количества рецепторов GnRH, чем к изменениям концентрации GnRH, и более чувствительна к изменениям интервала GnRH, чем к изменениям ширины импульса GnRH.
Профессор Крейг МакАрдл сказал: «Работа выявила« конструктивные особенности »системы, которые имеют смысл в свете биологии, где количество рецепторов гонадолиберина и интервал пульса гонадолиберин изменяются, например, в период полового созревания и во время менструального цикла.
«Эти особенности актуальны для многочисленных биологических систем, использующих пульсирующие стимулы, и предлагают интригующие механизмы для дифференциального контроля быстрых и отсроченных реакций на динамические стимулы."
Профессор Красимира Цанева-Атанасова, доцент математики Университета Эксетера и соавтор статьи, сказала: «Эффекты сигнальной молекулы могут быть быстрыми или медленными, и одна и та же сигнальная молекула часто вызывает быстрый, временный ответ от клетка, за которой следует более медленное, долгосрочное изменение поведения клетки.
"То, как быстрые и медленные молекулярные пути модулируются пульсирующими или динамическими входными сигналами, особенно важно для понимания передачи сигналов ГнРГ в физиологически релевантных парадигмах стимуляции и определения новых инструментов, которые могут быть использованы для контроля фертильности и лечения гормонозависимого рака."
Ежегодно миллиарды тратятся на лиганды рецепторов GnRH, и парадигма стимуляции абсолютно необходима для терапевтических применений, но очень мало известно о том, как клетки-мишени и ткани декодируют динамику GnRH.