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目的:嘌呤受体表达于多种组织中,其中包括了垂体组织。最新的研究表明,嘌呤配体即腺苷(Adenosine)以及三磷酸腺苷(ATP),都参与了垂体激素分泌的调节过程,其中包括了ACTH的分泌,然而它们的作用尚为阐明。本实验我们利用AtT20型垂体促皮质激素分泌细胞研究了嘌呤配体及其受体在ACTH合成中可能的作用,以及嘌呤受体激动剂对POMC基因转录的影响,同时我们还检验了所研究细胞中表达的嘌呤受体类型。
方法:选用了AtT20PL细胞,它属于鼠垂体促皮质激素分泌细胞系,在其5端启动子-荧光素酶结合基因被永久性转染。我们用经典的嘌呤受体激动剂腺苷和三磷酸腺苷来干预AtT20细胞,并运用荧光素酶实验方法,通过限定的时间间隔和剂量,来研究POMC基因的转录情况。用ACTHIRMA试剂盒研究对ACTH分泌的影响。再利用RT-PCR来分析AtT20细胞所表达的嘌呤受体的分型。
结果:首先我们用RT-PCR发现了,在AtT20型促皮质激素分泌细胞中除了A3,P2X2和P2Y6型嘌呤受体外,绝大多数嘌呤受体被表达。接下来我们研究了两个经典的嘌呤受体激动剂Adenosine和ATP对POMC基因的影响,研究表明这两种激动剂都显著增强POMC基因的转录活动,其中时间依存性研究揭示,两种激动剂在第5个小时达到最大促POMC基因转录作用;剂量依赖性研究表明,Adenosine和ATP分别在10uM和100uM时为最大效果。我们还研究了嘌呤受体激动剂和CRH的联合作用,CRH是ACTH合成及分泌的主要调节者,CRH、Adenosine和ATP单独作用都显著刺激POMC基因的表达,但有趣的是,当它们同时作用时显示了大于附加作用的效果,而是协同作用的表现。这些结果暗示了嘌呤受体的配体(adenosine和ATP)充当着CRH对POMC基因表达机制的增强子的角色。为了判断嘌呤受体的配体增加POMC基因表达的细胞内信号传导途径,我们预先把H89加入到培养细胞中,H89是蛋白激酶A的一个抑制剂,结果发现H89完全废除了CRH和Adenosine的促转录作用,暗示了cAMP/PKA途径的存在。相反H89不能够废除ATP的刺激作用,揭示了还存在非cAMP/PKA传导途径。可见,促皮质激素分泌细胞POMC基因表达的嘌呤调节机制是复杂多样的。最后,我们研究了嘌呤受体激动剂对ACTH分泌的影响。正如我们所预料的,CRH在3小时内显著促进ACTH的分泌。但相反的是,在我们的实验条件下,Adenosine和ATP既没有促进ACTH的基础分泌,也没有提高CRH的作用。
结论:本实验的研究结果展示了,嘌呤受体激动剂(adenosine和ATP)参与了编码ACTH的POMC基因的转录调节机制中,尽管它们单独的调节作用不及CRH强,但是当它们和CRH同时使用时,却有着潜在的显著增强CRH效果的作用,暗示adenosine和ATP充当着CRH调节作用增强子的角色。正如我们知道的,在机体adenosine和ATP经常和其它激素共同释放出来,这说明adenosine和ATP很可能通过自分泌和旁分泌的途径,来调整垂体激素的合成,其中包括了促肾上腺素细胞的ACTH分泌。