成長ホルモン受容体: 構造、機能、下流シグナルなど

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このページの最終更新日: 2024/02/14

  1. 概要: GH とは
  2. GH の構造
  3. GH の化流シグナル
  4. GH と病気

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概要: 成長ホルモンとは

成長ホルモン (growth hormone; GH) は、脊椎動物の脳下垂体 pituitary、とくに anterior pituitary gland から分泌されるペプチドホルモンである。他の組織でも、下垂体に比べると非常に低いが、機能的なレベルで発現している。

脳下垂体からの GH 分泌を制御するシステムには、以下のようなものがある。

GHRH

Growth hormone-releasing hormone。視床下部 hypothalamus から分泌される。細胞内 cAMP およびカルシウムイオン濃度を上げることで、GH の産生量を主に転写レベルで制御している (3)。

Somatostatin

視床下部、膵臓のランゲルハンス島 D 細胞、消化管の内分泌細胞などから分泌されるホルモンで、GH産生を抑制する。

グレリン

胃から放出されるホルモンで、GH 分泌を促進するほか、独自に食欲の増進作用ももっている。

IGF-I

GH の主要な標的の一つで、GH 分泌を負に制御するフィードバック作用がある。

図は Public domain。


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GH の構造

GH は GH/PRL family に属し、このファミリーはさらに class I helical cytokines superfamily に属している (8)。

ヒト GH の構造 (7)。赤は alpha helix であり、一般に GH には 4 つ存在する。また、4 つのシステインが 2 つのジスルフィド結合を形成し、構造を維持している。

GH の下流シグナル

GH は細胞膜表面にある GH 受容体 (GHR) に結合し、様々な経路にシグナルを伝える。以下の経路がよく知られている (2,3)。

  1. GHR - JAK2 - STAT
  2. GHR - JAK2 - Sch - Grb2 - SOS - Ras - MEK1/2 - MAPK (Erk)
  3. GHR - IRS - PI3K - Akt
  4. また、PLC/DAG/PKC なども下流にあることが知られている。

GH の脂質代謝に対する作用には 2 面性がある。脂肪細胞の分裂と分化を促進するとともに、成熟脂肪細胞に対しては脂肪分解 lipolysis を誘導し、脂肪を血液中に放出させる。

> GH は前駆脂肪細胞の分裂と分化を促進する (1D)。

  • Early exposure to high levels of GH can lead to a large pool of adipocyte precursor cell.
  • GH 欠乏症の患者は、fat cell volume は健常者よりも大きいが、fat cell number が少ない (3)。

GHは、ブタの脂肪組織で ACC の活性、mRNA量、タンパク質量を低下させる (3)。GH の LPL に対する作用は ambiguous である (3)。

References

  1. Gahete et al. 2011a. Elevated GH/IGF-I, due to somatotrope-specific loss of both IGF-I and insulin receptors, alters glucose homeostasis and insulin sensitivity in a diet-dependent manner. Endocrinology 152, 4825-4837.
  2. Waters et al. 2006a (Review). New insights into growth hormone action. J Mol Endocrinol 36, 1-7.
  3. Chaves et al. 2013a (Review). The metabolic effects of growth hormone in adipose tissue. Endocrine 44, 293-302.
  4. Bervers and Izadyar 2002a (Review). Role of growth hormone and growth hormone receptor in oocyte maturation. Mol Cell Biol 197, 173-178.
  5. By Mikael Häggström.When using this image in external works, it may be cited as:Häggström, Mikael (2014). "Medical gallery of Mikael Häggström 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.008. ISSN 2002-4436. Public Domain.orBy Mikael Häggström, used with permission. - All used images are in public domain., Public Domain, Link
  6. Rennie 2003 (Review). Claims for the anabolic effects of growth hormone: a case of the Emperor’s new clothes? Br J Sports Med, 37, 100-105.
  7. Chen 2014a. Purification and functional characterization of a protein: Bombyx mori human growth hormone like protein in silkworm pupa. PLoS ONE 9, e114351.

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