مجله علوم پزشکی پارس

اثر سطوح غیرطبیعی تستوسترون بر بیان کیس پپتین در هیپوتالاموس موش صحرایی نر

نویسندگان

چکیده

در نرها، تستوسترون با مکانیسم­ فیدبکی منفی تراوش هورمون آزادکننده گونادوتروپین (GnRH) و به دنبال آن گونادوترپین­ها را تنظیم ­می­کند. نورون­های GnRH گیرنده آندروژن بیان نمی­کنند، بنابراین اثرات تستوسترون می­بایست از طریق نورون­های بالادست حساس به استرویید اعمال شود. نورون­های کیس­ پپتین به عنوان حلقه گم­شده در کنترل فیدبکی نورون­های GnRH در نظر گرفته شده ­اند با این حال اثرات مرکزی غلظت­های بالاتر از حد طبیعی تستوسترون چندان روشن نیست. از آنجایی که نورون­های کیس­ پپتین به عنوان تنظیم­ گر اصلی نورون­های هیپوتالاموسی GnRH عمل می­کنند، هدف از انجام پژوهش کنونی بررسی اثر سطوح غیرطبیعی تستوسترون بر بیان کیس­ پپتین در هیپوتالاموس پسین و پیشین موش صحرایی نر بود. سه هفته پس از تزریق دوزهای مختلف تستوسترون آندیکانوات، غلظت تستوسترون خون اندازه­ گیری شد تا اطمینان حاصل شود تیمارهای آزمایشی در ایجاد غلظت­های بیش­ از حد طبیعی مورد نظر موثر بوده­ اند. نتایج به دست آمده با روش qRT-PCR نشان داد گونادبرداری به شکل چشم­گیری بیان کیس­ پپتین را در هیپوتالاموس پسین موش­های صحرایی افزایش می­دهد. با این حال، در موش­های صحرایی اخته شده که با غلظت­های مختلف تستوسترون تیمار شده بودند، بیان کیس­ پپتین هیپوتالاموس پسین تفاوت معنی ­داری با گروه کنترل نداشت. از سوی دیگر، ما مشاهده کردیم غلظت­های بیش از حد طبیعی تستوسترون بیان کیس­­ پپتین را در هیپوتالاموس پیشین در مقایسه با گروه کنترل  افزایش می­دهد. بنابراین به نظر می­رسد که سطوح غیرطبیعی تستوسترون به صورت متفاوت با غلظت­های فیزیولوژیک آن بر نورون­های کیس­ پپتین هیپوتالاموس اثر می­گذارند. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effects of abnormal levels of testosterone on hypothalamic expression of kisspeptin in male rats

نویسندگان [English]

  • Mohammad Saied Salehi
  • Homayoun Khazali
  • Fariba Mahmoudi
  • Mahyar Janahmadi

چکیده [English]

In males, testosterone via negative feedback mechanism regulates gonadotropin-releasing hormone (GnRH) and gonadotropin secretion. GnRH neurons do not express androgen receptor, therefore effects of testosterone must be mediated via upstream steroid sensitive neurons. Kisspeptin neurons considered as a missing link in the feedback regulation of GnRH neurons, however central effects of supraphysiological levels of testosterone are not well understood. Since kisspeptin neurons act as a main regulator of the hypothalamic GnRH neuros, the aims of the present study were to evaluate impact of abnormal levels of testosterone on kisspeptin expression in the posterior and anterior male rat hypothalamus. Three weeks following injection of different doses of testosterone undecanoate, serum testosterone concentration was measured to ensure that experimental treatments were effective to produce desired supraphysiological levels of testosterone. Finding results using qRT-PCR revealed that gonadectomy (GDX) remarkably increased kisspeptin expression in the posterior hypothalamus. However, in GDX rats treated with different levels of testosterone, kisspeptin expression in the posterior hypothalamus did not have significant difference with control. On the other hand, we found that supraphysiological levels of testosterone increased kisspeptin expression in the anterior hypothalamus compared to control. Therefore it seems that abnormal levels of testosterone affect hypothalamic kisspeptin expression differently with its physiological levels. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Testosterone
  • Kisspeptin
  • Hypothalamus
  • Rat
1. Tilbrook A, Clarke I. Negative feedback regulation of the secretion and actions of gonadotropin-releasing hormone in males. Biol Reprod. 2001;64(3):735-42. 2. Huang X, Harlan RE. Absence of androgen receptors in LHRH immunoreactive neurons. Brain Res. 1993;624(1):309-11. 3. de Roux N, Genin E, Carel J-C, Matsuda F, Chaussain J-L, Milgrom E. Hypogonadotropic hypogonadism due to loss of function of the KiSS1-derived peptide receptor GPR54. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(19):10972-6. 4. Seminara SB, Messager S, Chatzidaki EE, Thresher RR, Acierno Jr JS, Shagoury JK, et al. The GPR54 gene as a regulator of puberty. N Engl J Med. 2003;349(17):1614-27. 5. Navarro V, Fernández‐Fernández R, Castellano J, Roa J, Mayen A, Barreiro M, et al. Advanced vaginal opening and precocious activation of the reproductive axis by KiSS‐1 peptide, the endogenous ligand of GPR54. J Physiol. 2004;561(2):379-86. 6. Han S-K, Gottsch ML, Lee KJ, Popa SM, Smith JT, Jakawich SK, et al. Activation of gonadotropin-releasing hormone neurons by kisspeptin as a neuroendocrine switch for the onset of puberty. J Neurosci. 2005;25(49):11349-56. 7. Rønnekleiv OK, Kelly MJ. Kisspeptin excitation of GnRH neurons. In: Kauffman AS, Smith JT, editors. Kisspeptin signaling in reproductive biology. New York: Springer; 2013. p. 113-31. 8. Herbison AE, d'Anglemont de Tassigny X, Doran J, Colledge WH. Distribution and postnatal development of Gpr54 gene expression in mouse brain and gonadotropin-releasing hormone neurons. Endocrinology. 2010;151(1):312-21. 9. Irwig MS, Fraley GS, Smith JT, Acohido BV, Popa SM, Cunningham MJ, et al. Kisspeptin activation of gonadotropin releasing hormone neurons and regulation of KiSS-1 mRNA in the male rat. Neuroendocrinology. 2004;80(4):264-72. 10. Smith JT. Sex steroid regulation of kisspeptin circuits. In: Kauffman AS, Smith JT, editors. Kisspeptin signaling in reproductive biology. New York: Springer; 2013. p. 275-95. 11. Mikkelsen JD, Simonneaux V. The neuroanatomy of the kisspeptin system in the mammalian brain. Peptides. 2009;30(1):26-33. 12. Herbison AE. Physiology of the adult gonadotropin-releasing hormone neuronal network. In: Plant TM, Zeleznik AJ, editors. Knobil and Neill's physiology of reproduction (Fourth Edition). San Diego: Academic Press; 2015. p. 399-467. 13. Harmer PA. Anabolic-androgenic steroid use among young male and female athletes: is the game to blame? Br J Sports Med. 2010;44(1):26-31. 14. Basaria S. Androgen abuse in athletes: detection and consequences. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2010;95(4):1533-43. 15. Callies F, Kollenkirchen U, Von Zur Mühlen C, Tomaszewski M, Beer S, Allolio B. Testosterone undecanoate: a useful tool for testosterone administration in rats. J Clin Endocrinol Metab. 2003;111(04):203-8. 16. Salehi MS, Namavar MR, Jafarzadeh Shirazi M, Rahmanifar F, Tamadon A. A simple method for isolation of the anteroventral periventricular and arcuate nuclei of the rat hypothalamus. Int J Exp Clin Anat. 2012;6-7:48-51. 17. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method. Methods. 2001;25(4):402-8. 18. Smith JT, Dungan HM, Stoll EA, Gottsch ML, Braun RE, Eacker SM, et al. Differential regulation of KiSS-1 mRNA expression by sex steroids in the brain of the male mouse. Endocrinology. 2005;146(7):2976-84. 19. Roseweir AK, Kauffman AS, Smith JT, Guerriero KA, Morgan K, Pielecka-Fortuna J, et al. Discovery of potent kisspeptin antagonists delineate physiological mechanisms of gonadotropin regulation. J Neurosci. 2009;29(12):3920-9. 20. Yeo S-H, Herbison AE. Projections of arcuate nucleus and rostral periventricular kisspeptin neurons in the adult female mouse brain. Endocrinology. 2011;152(6):2387-99. 21. Clarkson J, D’Anglemont de Tassigny X, Colledge W, Caraty A, Herbison A. Distribution of kisspeptin neurones in the adult female mouse brain. J Neuroendocrinol. 2009;21(8):673-82. 22. Uenoyama Y, Inoue N, Pheng V, Homma T, Takase K, Yamada S, et al. Ultrastructural Evidence of Kisspeptin‐Gonadotrophin‐Releasing Hormone (GnRH) Interaction in the Median Eminence of Female Rats: Implication of Axo‐Axonal Regulation of GnRH Release. J Neuroendocrinol. 2011;23(10):863-70. 23. Herbison AE. Estrogen positive feedback to gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons in the rodent: the case for the rostral periventricular area of the third ventricle (RP3V). Brain Res Rev. 2008;57(2):277-87. 24. Clarkson J, Herbison AE. Postnatal development of kisspeptin neurons in mouse hypothalamus; sexual dimorphism and projections to gonadotropin-releasing hormone neurons. Endocrinology. 2006;147(12):5817-25. 25. Kauffman AS, Gottsch ML, Roa J, Byquist AC, Crown A, Clifton DK, et al. Sexual differentiation of Kiss1 gene expression in the brain of the rat. Endocrinology. 2007;148(4):1774-83. 26. Clarkson J, de Tassigny XdA, Moreno AS, Colledge WH, Herbison AE. Kisspeptin–GPR54 signaling is essential for preovulatory gonadotropin-releasing hormone neuron activation and the luteinizing hormone surge. J Neurosci. 2008;28(35):8691-7. 27. Smith JT, Popa SM, Clifton DK, Hoffman GE, Steiner RA. Kiss1 neurons in the forebrain as central processors for generating the preovulatory luteinizing hormone surge. J Neurosci. 2006;26(25):6687-94. 28. Liu X, Porteous R, de Tassigny XdA, Colledge WH, Millar R, Petersen SL, et al. Frequency-dependent recruitment of fast amino acid and slow neuropeptide neurotransmitter release controls gonadotropin-releasing hormone neuron excitability. J Neurosci. 2011;31(7):2421-30. 29. Clarkson J, Shamas S, Mallinson S, Herbison A. Gonadal steroid induction of kisspeptin peptide expression in the rostral periventricular area of the third ventricle during postnatal development in the male mouse. J Neuroendocrinol. 2012;24(6):907-15.
مجله علوم پزشکی پارس
دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 39
فروردین 1396
صفحه 43-49