Regulación del gen de la hormona de crecimiento de rata por diferentes miembros de la superfamilia de receptores nucleares

Abstract

[ES] La expresión del gen de la hormona de crecimiento (GH), es especifica de las células somatotropas de la adenohipófisis. La expresión de este gen está regulada por un complejo control transcripcional. La región 5' flanqueante del gen contiene los elementos que median tanto la expresión basa1 como la de respuesta a señales hormonales. En esta tesis mostramos que en células GH4Cl de hipófisis la hormona tiroidea, T3, y el metabolito activo de la vitamina A, el ácido retinoico (RA), regulan la transcripción del gen de GH en la rata a través de las mismas secuencias localizadas en la región 5' del gen. Los glucocorticoides aumentan significativamente los niveles de mRNA de GH pero sin aumentar la actividad basal del promotor de GH ni variar su respuesta en presencia de T3 o RA. Los receptores del RA transactivan el gen de GH por unirse al elemento de respuesta a hormona tiroidea identificado previamente en el promotor. La inducción por T3 y RA fue transferida al promotor del MMTV por este elemento. La cotransfección del promotor de GH con un vector de expresión para el receptor de T3 produjo un aumento de la respuesta a la T3 pero bloqueó la respuesta al RA. Del mismo modo, la sobre-expresión del receptor del RA redujo significativamente el efecto de la T3 pero aumentó la respuesta al RA. Nuestros resultados muestran que ambos receptores compiten por el elemento de respuesta. El receptor de retinoides RXR aumentó la transactivación por T3 y RA; la 1,25-dihidroxivitamina D3 (vil D3), ligando de otro miembro de la superfamilia de receptores nucleares, no alteró la expresión basal del promotor de GH pero compitió la estimulación producida por la T3 o el RA. Esta inhibición se produce por la interferencia transcripcional con el elemento de respuesta común a T3íRA. El butirato, ácido graso de cadena corta, produce modificaciones postsintéticas en las proteínas de la cromatina, modificó la actividad del promotor del gen de GH y su regulación por la T3 y el RA. Estos resultados muestran las complejas interacciones existentes entre los distintos miembros de la superfamilia de los receptores hormonales y la importancia de la estmctura de la cromatina en la regulación de un gen con profundos efectos sobre el crecimiento y el desarrollo.

[EN] The expression of the growth hormone (GH) gene, which is restricted to the somatotropic pituitary cells, is under complex transcriptional control. The S flanking region of the gene contains elemenis mediating cell-specific expression and response to hormonal signals. In this thesis we have shown that in cultured pituitary GH4Cl cells, the thyroid hormone T3 and the active metabolite of vitamin A retinoic acid (RA) regulate rat GH gene transcription through same sequences located in the 5'-flanking region of the gene. Glucocorticoids significantly increase GH-mRNA levels but neither increased basa1 activity of the GH promoter nor influenced its response to T3 or RA. The RA receptors transactivate the GH gene by binding to the previously identified thyroid hormone response element present in the promoter. Inductibility by T3 and RA was transíerred to the MMTV pronioter by this elernent. Cotransfection of the GH promoter with an expression vector for the 1 3 receptor produccd a further increase in the response to T3 but blocked the response to KA. Convenel'.. overexpression of the RA receptor significantly reduced the effect of T3 but enhariced the response to RA. These results show competition between both receptors for the response element. The retinoid receptor RXR increased trans-aciivation by T3 and RA. and the ligand of other member of the nuclear receptor superfamily 1-25,dihydroxivitamin D3 (vit D3) did not alter basal expression of the GH promoter, but competed the stimulation caused by T3 or RA. This inhibition occurred by transcriptional interference on the common T3AW response element. Butyrate, a short chain fatty acid which produces post-synthtic modifications on chromatin proteins, modified the activity of the growth hormone gene promoter and its regulation by T3 and RA. These results show the complex interactions among different members of the hormone receptor superfamily and the importante of chromatin stmcture on the regulation of a gene which has a profound effect in gmwth and development.