ГнРГ-нейрон

Нейроны ГнРГ , или гонадотропин-рилизинг гормон экспрессирующие нейроны, , представляют собой клетки гипоталамуса вороночного ядра в головном мозге, которые контролируют высвобождение репродуктивных гормонов из гипофиза. ^{[ 1 ]} Эти клетки головного мозга контролируют размножение, секретируя ГнРГ в гипофизарный портальный капиллярный кровоток , поэтому их иногда называют «половыми нейронами». Эта небольшая капиллярная сеть переносит ГнРГ в переднюю долю гипофиза, вызывая высвобождение лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в более широкий кровоток. Когда нейроны ГнРГ меняют характер секреции ГнРГ с ювенильного на взрослый, начинается половое созревание. Неспособность нейронов ГнРГ сформировать правильные связи или неспособность успешно стимулировать гипофиз с помощью ГнРГ означает, что половое созревание не наступает. Эти нарушения в системе ГнРГ вызывают репродуктивные расстройства, такие как гипогонадотропный гипогонадизм или синдром Каллмана .

Происхождение

В 1989 году две исследовательские группы независимо друг от друга обнаружили, что нейроны ГнРГ, которые у взрослых разбросаны по всему гипоталамусу, не возникают в этой области мозга. Вместо этого они мигрируют в мозг по волокнам обонятельных аксонов из носа. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Большинство нейронов ГнРГ рождаются из стволовых клеток носовой плакоды (эмбриональной ткани носа). Совсем недавно было обнаружено, что подмножество нейронов GnRH может проследить свое происхождение не из назальной плакоды, а из нервного гребня на более ранних этапах эмбриогенеза. ^{[ 4 ]} Эта подгруппа клеток мигрирует в назальную плакоду, где они смешиваются с нейронами ГнРГ, рожденными в этой области, и вместе мигрируют в мозг.

Миграция клеток

При миграции из носа в мозг нейроны ГнРГ проходят через ткань носа, раннюю часть черепа и проходят через несколько областей переднего мозга, прежде чем достичь места назначения. ^{[ 5 ]} Попутно секретируемые и связанные с мембраной молекулы направляют их в правильном направлении и помогают установить скорость движения. Нейроны ГнРГ, которые не могут попасть в мозг или мигрируют не в ту область мозга, нефункциональны и даже могут подвергнуться запрограммированной гибели клеток . Неспособность нейронов ГнРГ мигрировать в мозг является основной причиной синдрома Каллмана . ^{[ 6 ]} ГАМК , которая деполяризует эмбриональные нейроны ГнРГ, замедляет движение, но помогает им двигаться прямо по своему пути. ^{[ 7 ]} SDF активирует гиперполяризующие каналы GIRK , ускоряя скорость движения. Другие направляющие сигналы, такие как семафорины. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} и HGF ^{[ 10 ]} также регулируют движение нейронов ГнРГ.

Движение

Ученые обнаружили, как направляющие молекулы заставляют нейроны ГнРГ ускоряться или замедляться. Обычно любые ионы кальция в клетке быстро втягиваются в такие органеллы, как митохондрии или эндоплазматический ретикулум . Направляющие молекулы вызывают высвобождение этих ионов кальция обратно в цитоплазму клетки , где белки, чувствительные к кальцию, реорганизуют актин клетки. ^{[ 11 ]} и микротрубочки ^{[ 12 ]} цитоскелет , представляющий собой молекулярные нити, придающие клетке ее форму. Это вызывает сокращения в клетке (похожие на мышечные сокращения ), которые связываются с адгезивными белками на поверхности клетки . ^{[ 13 ]} вытягивание клетки вперед.

Физиология

Переход к высокочастотной электрической активности в нейронах ГнРГ является сигналом, инициирующим половое созревание. Нейроны ГнРГ получают сигнал от классических нейротрансмиттеров, таких как глутамат и ГАМК . ^{[ 14 ]} Эти нейротрансмиттеры вызывают электрическую активность, которая регулируется в процессе развития, вызывая значительные изменения в поступлении ионов кальция в клетку через чувствительные к напряжению ионные каналы . Это вызывает выброс ГнРГ в гипофизарный портальный капиллярный кровоток, где гормон ГнРГ активирует гипофиз, высвобождая лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон. В дополнение к классическим нейротрансмиттерам, некоторые направляющие молекулы могут изменять проводку нейронов ГнРГ к системе портальных капилляров, изменяя силу сигнала, поступающего в гипофиз. ^{[ 15 ]}

Регулирование

Нейроны ГнРГ интегрируют информацию, поступающую из организма, для регулирования воспроизводства. Сильнейшим активатором нейронов ГнРГ является гормон кисспептин . ^{[ 16 ]} Нейроны ГнРГ также интегрируют информацию из организма через гормоны, такие как нейропептид Y. ^{[ 17 ]} и адипонектин . ^{[ 18 ]} Эти гормоны предоставляют нейронам ГнРГ информацию о состоянии организма, чтобы помочь определить, следует ли отдать приоритет воспроизводству или подавить его.

Ссылки

^ Маркес, Педро; Скорупскайте, Каролина; Розарио, Кавита С.; Андерсон, Ричард А.; Джордж, Джьотис Т. (2000). «Физиология секреции ГнРГ и гонадотропинов» . Эндотекст . MDText.com, Inc. Проверено 2 июля 2024 г.
^ Шванцель-Фукуда, М; Пфафф, Д.В. (1989). «Происхождение нейронов лютеинизирующего гормона, высвобождающего гормон». Природа . 338 (6211): 161–4. Бибкод : 1989Natur.338..161S . дои : 10.1038/338161a0 . ПМИД 2645530 . S2CID 4310861 .
^ Рэй, С; Грант, П; Гейнер, Х. (1989). «Доказательства того, что клетки, экспрессирующие мРНК рилизинг-гормона лютеинизирующего гормона у мышей, происходят из клеток-предшественников обонятельной плакоды» . Труды Национальной академии наук . 86 (20): 8132–6. Бибкод : 1989PNAS...86.8132W . дои : 10.1073/pnas.86.20.8132 . ПМК 298229 . ПМИД 2682637 .
^ Форни, ЧП; Тейлор-Бердс, К; Мелвин, В.С.; Уильямс, Т; Рэй, С. (2011). «Нервный гребень и эктодермальные клетки смешиваются в назальной плакоде, образуя нейроны GnRH-1, сенсорные нейроны и обонятельные обонятельные клетки» . Журнал неврологии . 31 (18): 6915–27. doi : 10.1523/JNEUROSCI.6087-10.2011 . ПМК 3101109 . ПМИД 21543621 .
^ Рэй, С. (2010). «От носа к мозгу: развитие нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1» . Журнал нейроэндокринологии . 22 (7): 743–53. дои : 10.1111/j.1365-2826.2010.02034.x . ПМЦ 2919238 . ПМИД 20646175 .
^ Вальдес-Сосин, Х (2014). «Нарушения репродукции, обоняния и развития нервной системы: генетические дефекты при различных гипогонадотропных гипогонадных синдромах» (PDF) . Границы эндокринологии . 5 : 109. дои : 10.3389/fendo.2014.00109 . ПМЦ 4088923 . ПМИД 25071724 .
^ Казони, Ф; Хатчинс, Б.И.; Донохью, Д; Форнаро, М; Конди, Б.Г.; Рэй, С. (2012). «SDF и ГАМК взаимодействуют, регулируя аксофильную миграцию нейронов GnRH» . Журнал клеточной науки . 125 (21): 5015–25. дои : 10.1242/jcs.101675 . ПМЦ 3533389 . ПМИД 22976302 .
^ Джакобини, П. (2008). «Семафорин 4D регулирует миграцию нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через комплекс PlexinB1-Met» . Журнал клеточной биологии . 183 (3): 555–66. дои : 10.1083/jcb.200806160 . ПМЦ 2575794 . ПМИД 18981235 .
^ Мессина, Андреа; Феррарис, Николетта; Рэй, Сьюзен; Каньони, Габриэлла; Донохью, Дункан Э.; Казони, Филиппо; Крамер, Филип Р.; Дерейк, Алвин А.; Адольфс, Юрий (15 декабря 2011 г.). «Нарушение регуляции передачи сигналов семафорин7А/β1-интегрин приводит к дефектной миграции клеток GnRH-1, аномальному развитию гонад и изменению фертильности» . Молекулярная генетика человека . 20 (24): 4759–4774. дои : 10.1093/hmg/ddr403 . ISSN 0964-6906 . ПМК 3221532 . ПМИД 21903667 .
^ Джакобини, П. (2007). «Фактор роста гепатоцитов действует как мотоген и сигнал направления для миграции нейронов, высвобождающих гонадотропин-рилизинг-гормон-1» (PDF) . Журнал неврологии . 27 (2): 431–45. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4979-06.2007 . ПМК 6672060 . ПМИД 17215404 .
^ Хатчинс, Б.И.; Кленке, У; Рэй, С. (2013). «Зависимый от высвобождения кальция поток актина в ведущем процессе опосредует аксофильную миграцию» . Журнал неврологии . 33 (28): 11361–71. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3758-12.2013 . ПМЦ 3724331 . ПМИД 23843509 .
^ Хатчинс, Б.И.; Рэй, С. (2014). «Захват плюс-концов микротрубочек в актиновой коре способствует аксофильной миграции нейронов за счет усиления натяжения микротрубочек в ведущем отростке» . Границы клеточной нейронауки . 8 : 400. дои : 10.3389/fncel.2014.00400 . ПМК 4245908 . ПМИД 25505874 .
^ Паркаш, Дж. (2012). «Подавление β1-интегрина в клетках, высвобождающих гонадотропин, нарушает миграцию и расширение аксонов, что приводит к серьезным репродуктивным изменениям» . Журнал неврологии . 32 (47): 16992–7002. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3057-12.2012 . ПМК 5238668 . ПМИД 23175850 .
^ Константин, С; Кленке, У; Рэй, С. (2010). «Кальцевый осциллятор нейронов GnRH-1 регулируется в процессе развития» . Эндокринология . 151 (8): 3863–73. дои : 10.1210/en.2010-0118 . ПМЦ 2940530 . ПМИД 20555030 .
^ Джакобини, П. (2014). «Эндотелиальные клетки головного мозга контролируют фертильность посредством стероид-зависимого высвобождения семафорина 3А яичниками» . ПЛОС Биология . 12 (3): e1001808. дои : 10.1371/journal.pbio.1001808 . ПМЦ 3949669 . ПМИД 24618750 .
^ де Ру, Н.; Генин, Э; Карел, Джей Си; Мацуда, Ф; Шоссен, JL; Милгром, Э. (2003). «Гипогонадотропный гипогонадизм вследствие потери функции пептидного рецептора GPR54, производного KiSS1» . Труды Национальной академии наук . 100 (19): 10972–6. Бибкод : 2003PNAS..10010972D . дои : 10.1073/pnas.1834399100 . ЧВК 196911 . ПМИД 12944565 .
^ Кленке, У; Константин, С; Рэй, С. (2010). «Нейропептид Y напрямую ингибирует активность нейронов в субпопуляции нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через рецепторы Y1» . Эндокринология . 151 (6): 2736–46. дои : 10.1210/en.2009-1198 . ПМЦ 2875836 . ПМИД 20351316 .
^ Кленке, У; Тейлор-Бердс, К; Рэй, С. (2014). «Метаболические влияния на репродукцию: адипонектин ослабляет активность нейронов ГнРГ у самок мышей» . Эндокринология . 155 (5): 1851–63. дои : 10.1210/en.2013-1677 . ПМЦ 3990841 . ПМИД 24564393 .

[Marques-1] Маркес, Педро; Скорупскайте, Каролина; Розарио, Кавита С.; Андерсон, Ричард А.; Джордж, Джьотис Т. (2000). «Физиология секреции ГнРГ и гонадотропинов» . Эндотекст . MDText.com, Inc. Проверено 2 июля 2024 г.

[2] Шванцель-Фукуда, М; Пфафф, Д.В. (1989). «Происхождение нейронов лютеинизирующего гормона, высвобождающего гормон». Природа . 338 (6211): 161–4. Бибкод : 1989Natur.338..161S . дои : 10.1038/338161a0 . ПМИД 2645530 . S2CID 4310861 .

[3] Рэй, С; Грант, П; Гейнер, Х. (1989). «Доказательства того, что клетки, экспрессирующие мРНК рилизинг-гормона лютеинизирующего гормона у мышей, происходят из клеток-предшественников обонятельной плакоды» . Труды Национальной академии наук . 86 (20): 8132–6. Бибкод : 1989PNAS...86.8132W . дои : 10.1073/pnas.86.20.8132 . ПМК 298229 . ПМИД 2682637 .

[4] Форни, ЧП; Тейлор-Бердс, К; Мелвин, В.С.; Уильямс, Т; Рэй, С. (2011). «Нервный гребень и эктодермальные клетки смешиваются в назальной плакоде, образуя нейроны GnRH-1, сенсорные нейроны и обонятельные обонятельные клетки» . Журнал неврологии . 31 (18): 6915–27. doi : 10.1523/JNEUROSCI.6087-10.2011 . ПМК 3101109 . ПМИД 21543621 .

[5] Рэй, С. (2010). «От носа к мозгу: развитие нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1» . Журнал нейроэндокринологии . 22 (7): 743–53. дои : 10.1111/j.1365-2826.2010.02034.x . ПМЦ 2919238 . ПМИД 20646175 .

[6] Вальдес-Сосин, Х (2014). «Нарушения репродукции, обоняния и развития нервной системы: генетические дефекты при различных гипогонадотропных гипогонадных синдромах» (PDF) . Границы эндокринологии . 5 : 109. дои : 10.3389/fendo.2014.00109 . ПМЦ 4088923 . ПМИД 25071724 .

[7] Казони, Ф; Хатчинс, Б.И.; Донохью, Д; Форнаро, М; Конди, Б.Г.; Рэй, С. (2012). «SDF и ГАМК взаимодействуют, регулируя аксофильную миграцию нейронов GnRH» . Журнал клеточной науки . 125 (21): 5015–25. дои : 10.1242/jcs.101675 . ПМЦ 3533389 . ПМИД 22976302 .

[8] Джакобини, П. (2008). «Семафорин 4D регулирует миграцию нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через комплекс PlexinB1-Met» . Журнал клеточной биологии . 183 (3): 555–66. дои : 10.1083/jcb.200806160 . ПМЦ 2575794 . ПМИД 18981235 .

[9] Мессина, Андреа; Феррарис, Николетта; Рэй, Сьюзен; Каньони, Габриэлла; Донохью, Дункан Э.; Казони, Филиппо; Крамер, Филип Р.; Дерейк, Алвин А.; Адольфс, Юрий (15 декабря 2011 г.). «Нарушение регуляции передачи сигналов семафорин7А/β1-интегрин приводит к дефектной миграции клеток GnRH-1, аномальному развитию гонад и изменению фертильности» . Молекулярная генетика человека . 20 (24): 4759–4774. дои : 10.1093/hmg/ddr403 . ISSN 0964-6906 . ПМК 3221532 . ПМИД 21903667 .

[10] Джакобини, П. (2007). «Фактор роста гепатоцитов действует как мотоген и сигнал направления для миграции нейронов, высвобождающих гонадотропин-рилизинг-гормон-1» (PDF) . Журнал неврологии . 27 (2): 431–45. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4979-06.2007 . ПМК 6672060 . ПМИД 17215404 .

[11] Хатчинс, Б.И.; Кленке, У; Рэй, С. (2013). «Зависимый от высвобождения кальция поток актина в ведущем процессе опосредует аксофильную миграцию» . Журнал неврологии . 33 (28): 11361–71. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3758-12.2013 . ПМЦ 3724331 . ПМИД 23843509 .

[12] Хатчинс, Б.И.; Рэй, С. (2014). «Захват плюс-концов микротрубочек в актиновой коре способствует аксофильной миграции нейронов за счет усиления натяжения микротрубочек в ведущем отростке» . Границы клеточной нейронауки . 8 : 400. дои : 10.3389/fncel.2014.00400 . ПМК 4245908 . ПМИД 25505874 .

[13] Паркаш, Дж. (2012). «Подавление β1-интегрина в клетках, высвобождающих гонадотропин, нарушает миграцию и расширение аксонов, что приводит к серьезным репродуктивным изменениям» . Журнал неврологии . 32 (47): 16992–7002. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3057-12.2012 . ПМК 5238668 . ПМИД 23175850 .

[14] Константин, С; Кленке, У; Рэй, С. (2010). «Кальцевый осциллятор нейронов GnRH-1 регулируется в процессе развития» . Эндокринология . 151 (8): 3863–73. дои : 10.1210/en.2010-0118 . ПМЦ 2940530 . ПМИД 20555030 .

[15] Джакобини, П. (2014). «Эндотелиальные клетки головного мозга контролируют фертильность посредством стероид-зависимого высвобождения семафорина 3А яичниками» . ПЛОС Биология . 12 (3): e1001808. дои : 10.1371/journal.pbio.1001808 . ПМЦ 3949669 . ПМИД 24618750 .

[16] де Ру, Н.; Генин, Э; Карел, Джей Си; Мацуда, Ф; Шоссен, JL; Милгром, Э. (2003). «Гипогонадотропный гипогонадизм вследствие потери функции пептидного рецептора GPR54, производного KiSS1» . Труды Национальной академии наук . 100 (19): 10972–6. Бибкод : 2003PNAS..10010972D . дои : 10.1073/pnas.1834399100 . ЧВК 196911 . ПМИД 12944565 .

[17] Кленке, У; Константин, С; Рэй, С. (2010). «Нейропептид Y напрямую ингибирует активность нейронов в субпопуляции нейронов гонадотропин-рилизинг-гормона-1 через рецепторы Y1» . Эндокринология . 151 (6): 2736–46. дои : 10.1210/en.2009-1198 . ПМЦ 2875836 . ПМИД 20351316 .

[18] Кленке, У; Тейлор-Бердс, К; Рэй, С. (2014). «Метаболические влияния на репродукцию: адипонектин ослабляет активность нейронов ГнРГ у самок мышей» . Эндокринология . 155 (5): 1851–63. дои : 10.1210/en.2013-1677 . ПМЦ 3990841 . ПМИД 24564393 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]