بیان ژن هورمون ادیپونکتین و گیرندههای آن در هیپوتالاموس و هیپوفیز گاو هلشتاین در طول سیکل فحلی

نویسندگان

1 گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز- ایران

2 گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز، شیراز- ایران

3 گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز، شیراز- ایران

4 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز، شیراز- ایران

چکیده

زمینه مطالعه: ادیپونکتین یکی از مهمترین ادیپوسیتوکاین‌های بافت چربی است که بواسطه گیرنده‌های AdipoR1 و AdipoR2 در تنظیم باروری جنس نر و ماده نقش دارد. اخیرا بیان ژن‌های سیستم ادیپونکتین و نقش تنظیمی منفی آن بر محور هیپوفیز- هیپوتالاموس به تأیید رسیده است. هدف: در حال حاضر اطلاعاتی در مورد بیان ادیپونکتین و گیرنده‌های آن در محور هیپوفیز – هیپوتالاموس در دام‌های اهلی در دسترس نمی‌باشد. در این مطالعه برای اولین بار بیان ژن‌های سیستم ادیپونکتین در مراحل مختلف سیکل فحلی گاو در بافت‌های هیپوفیز و هیپوتالاموس مورد مطالعه قرار گرفت. روش کار: نمونه‌گیری از بافت‌های هیپوفیز و هیپوتالاموس از گاو‌های هلشتاین ماده در کشتارگاه بعمل آمد. تعیین مراحل مختلف سیکل استروس (پرو استروس، مت استروس، ابتدای لوتئال، انتهای لوتئال) بر اساس ارزیابی ماکروسکوپی تخمدان‌ها و رحم انجام گرفت. ارزیابی کمی بیان ژن‌های ادیپونکتین و گیرنده‌های آن با استفاده از آزمون PCR در زمان حقیقی کمی (qPCR Probe Maste Kit) و بر اساس روش مقایسه ای ΔΔCt-2 انجام شد. مقادیر هورمون‌های استروژن و پروژسترون با استفاده از روش الیزا اندازه‌گیری شد. نتایج: نتایج این مطالعه نشان‌دهنده بیان ادیپونکتین و گیرنده‌های آن در بافت‌های مورد مطالعه بود. بالاترین بیان ادیپونکتین در بافت‌های مورد مطالعه در فاز لوتئال مشاهده شد درحالیکه حداقل میزان بیان ادیپونکتین مربوط به دوره پرو استروس بود. تغییر معنی‌داری در بیان گیرنده 1 در طول سیکل فحلی در بافت‌های مورد مطالعه مشاهده نشد. بالاترین میزان بیان گیرنده 2در مرحله پرو استروس و کمترین میزان آن مربوط به اواخر فاز لوتئال بود. بین تغییرات ادیپونکتین در بافت‌های مورد مطالعه با استروژن ارتباط منفی و با پروژسترون ارتباط مثبت وجود داشت. نتیجه‌‌گیری‌نهایی: بر اساس یافته‌های این تحقیق در خصوص بیان پایین ادیپونکتین در پرو استروس و نتایج سایرین مبنی بر اثر منفی ادیپونکتین بر ترشح هورمون LH از هیپوفیز  می‌توان نتیجه‌گیری نمود که ممکن است ادیپونکتین بر عملکرد محور هیپوفیز-هیپوتالاموس در گاو در طول سیکل فحلی نقش تنظیمی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Gene expression of adiponectin and its receptors in hypothalamus and pituitary of Holstein cattle during the estrous cycle

نویسندگان [English]

  • Mohammad reza Tabandeh 1
  • Arsalan Hoseini 2
  • Mehdi Saeb 3
  • Mojtaba Kafi 4
  • Nahid Kabiri 1
1 Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran
2 Department of Immunology, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran
3 Department of Biochemistry, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran
4 Department of Clinical Science, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Adiponectin is one of the most important adipocytokines that regulate male and female fertility via AdipoR1 and AdipoR2 receptors. Recently expression of adiponectin system and its negative regulatory role on hypothalamus-pituitary axis have been confirmed. Objectives: No information is available about the expression pattern of adiponectin and its receptors in hypothalamus-pituitary axis in domestic animals. Here for the first time, we studied hypothalamus-pituitary adiponectin system gene expression in different stages of bovine estrous cycle. Methods: Anterior pituitary and hypothalamus were collected from Holstein cow at the local abattoir. The estrous cycle was classified to four phases (proestrous, metstrous, early luteal and late luteal) based on macroscopic examination of ovaries and uteri. Gene expression analysis of adiponectin and its receptors was done using quantitative real time PCR (qPCR Probe MasteKit) and according to the comparative 2-ΔΔCt method. E2 and P4 levels were measured using ELISA method. Results: Our results demonstrated that adiponectin and its two receptors were expressed in pituitary and hypothalamus of cyclic cow. Maximal expression of adiponectin was observed in early luteal phase, while it was expressed at minimal level during the proestrous stage. We observed no significant changes in the expression of AdipoR1 in both tissues at different stages of estrous cycle. The highest expression of AdipoRII in both tissues was detected during the proestrous stage, while it expressed at minimal level during the late luteal phase. E2 and P4 had respectively negative and positive correlations with adiponectin expression levels in hypothalamus and pituitary. Conclusions: Based on our results that demonstrated adiponectin was minimally expressed at proestrous stage and other data about the negative action of adiponectin on LH secretion from pituitary, we concluded that adiponectin may has role in the hormonal function of this axis during the estrous cycle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adiponectin
  • Cow
  • estrous cycle
  • hypothalamus
  • pituitary

مراجع

Alderman, J.M., Flurkey, K., Brooks, N.L., Naik, S.B., Gutierrez, J.M., Srinivas, U., Ziara, K.B., Jing, L., Boysen, G., Bronson, R., Klebanov, S., Chen, X., Swenberg, J.A., Stridsberg, M., Parker, C.E., Harrison, D.E., Combs, T.P. (2009) Neuroendocrine inhibition of glucose production and resistance to cancer in dwarf mice. Exp Gerontol. 44: 26-33.
Archanco, M., Gómez-Ambrosi, J., Tena-Sempere, M., Frühbeck, G., Burrell, M.A. (2007) Expression of Leptin and Adiponectin in the Rat Oviduct. J Histochem Cytochem. 55: 1027-1037.
Arosh, J.A., Parent, J., Chapdelaine, P., Sirois, J., Fortier, M.A. (2002) Expression of cyclooxygenases 1 and 2 and prostaglandin E synthase in bovine endometrial tissue during the estrous cycle. Biol Reprod. 67: 161–169.
Butler, W.R. (2000) Nutritional interactions with reproductive performance in dairy cattle. Anim Reprod Sci. 60: 449–57.
Caminos, J.E., Nogueiras, R., Gaytán, F., Pineda, R., González, C.R., Barreiro, M.L., Castaño, J.P., Malagón, M.M., Pinilla, L., Toppari, J., Diéguez, C., Tena-Sempere, M. (2008) Novel expression and direct effects of adiponectin in the rat testis. Endocrinology. 149: 3390-402.
Carmina, E., Orio, F., Palomba, S., Cascella, T., Longo, R.A., Colao, A.M., Lombardi, G., Lobo, R.A. (2005) Evidence for altered adipocyte function in polycystic ovary syndrome. Eur J Endocrinol. 152: 389–394.
Combs, T.P., Berg, A.H., Rajala, M.W., Klebanov, S., Iyengar, P., Jimenez-Chillaron, J.C., Patti, M.E., Klein, S.L., Weinstein, R.S., Scherer, P.E. (2003) Sexual Differentiation, Pregnancy, Calorie Restriction, and Aging Affect the Adipocyte-Specific Secretory Protein Adiponectin. Diabetes. 52: 268-276.
Dai, M.H., Xia, T., Zhang, G.D., Chen, X.D., Gan, L., Feng, S.Q., Qiu, H., Peng, Y., Yang, Z.Q. (2006) Cloning, expression and chromosome localization of porcine adiponectin and adiponectin receptors genes. Domest Anim Endocrinol. 30: 117–125.
Donohoue, P.A. (2008) Contemporary Endocrinology, Energy Metabolism and Obesity; Research and Clinical Applications. (1st ed.) Humana Press, New York, USA.
Fasshauer, M., Klein, J., Kralisch, S., Klier, M., Ossner, U., Uher, M., Paschke, R. (2004) Growth hormone is a positive regulator of adiponectin receptor 2 in 3T3-L1 adipocytes. FEBS. Letters. 558: 27-32.
Gaudreau, K.B., Beaudry, D., Blouin, R., Bordignon, V., Murphy, B.D., Palin, M.F. (2008) Adiponectin Regulates Gene Expression in the Porcine Uterus. Biol Reprod. 211: 664.
Guillod-Maximin, E., Roy, A.F., Vacher, C.M., Aubourg, A., Bailleux, V., Lorsignol, A., Pénicaud, L., Parquet, M., Taouis, M. (2009) Adiponectin receptors are expressed in hypothalamus and colocalized with proopiomelanocortin and neuropeptide Y in rodent arcuate neurons. J Endocr. 200: 93-105.
Ishioka, K Omachi, A., Sagawa, M., Shibata, H., Honjoh, T., Kimura, K., Saito, M. (2006) Canine adiponectin: cDNA structure, mRNA expression in adipose tissues and reduced plasma levels in obesity. Res Vet Sci. 80: 127-132.
Ishioka, K., Omachi, A., Saski, N., Kimura, K., Saito, M. (1980) Feline Adiponectin: Molecular Structures and Plasma Concentrations in Obese Cats. J Vet Med Sci. 71: 189-194.
Ireland, J.J., Murphee, R.L., Coulson, P.B. (1980) Accuracy of predicting stages of bovine estrous cycle by gross appearance of the corpus luteum. J Dairy Sci. 63: 155.
Kadowaki, T., Yamauchi, T. (2005) Adiponectin and adiponectin receptors. Endocr Rev. 26: 439-451.
Kubota, N., Yano, W., Kubota, T., Yamauchi, T., Itoh, S., Kumagai, H., Kozono, H., Takamoto, I., Okamoto, S., Shiuchi, T., Suzuki, R., Satoh, H., Tsuchida, A., Moroi, M., Sugi, K., Noda, T., Ebinuma, H., Ueta, Y., Kondo, T., Araki, E., Ezaki, O., Nagai, R., Tobe, K., Terauchi, Y., Ueki, K., Minokoshi, Y., Kadowaki., T. (2007) Adiponectin stimulates AMP-activated protein kinase in the hypothalamus and increases food intake. Cell Metab. 6: 55-68.
Lagaly, D.V., Aad, P.Y., Grado-Ahuir, J.A., Hulsey, L.B.,  Spicer., L.J. (2008) Role of adiponectin in regulating ovarian theca and _ranulose cell function. Mol Cell Endocr. 284: 38-45.
Lu, M., Tang, Q., Olefsky, J.M., Mellon, P.L., Webster, N.J. (2008) Adiponectin activates adenosine monophosphate-activated protein kinase and decreases luteinizing hormone secretion in L{beta}T2 gonadotropes. Mol Endocrinol. 22:760-771.
Maeda, N., Shimomura, I., Kishida, K., Nishizawa, H., Matsuda, M., Nagaretani, H., Furuyama, N., Kondo, H., Takahashi, M., Arita, Y., Komuro, R., Ouchi, N., Kihara, S., Tochino, Y., Okutomi, K., Horie, M., Takeda, S., Aoyama, T., Funahashi, T., Matsuzawa, Y. (2002) Diet-induced insulin resistance in mice lacking adiponectin/aCRP30. Nat Med. 8: 731-737.
Matsuda, M., Shimomura, I., Sata, M., Arita, Y., Nishida, M., Maeda, N., Kumada, M., Okamoto, Y., Nagaretani, H., Nishizawa, H., Kishida, K., Komuro, R., Ouchi, N., Kihara, S., Nagai, R., Funahashi, T., Matsuzawa, Y. (2002) Role of adiponectin in preventing vascular stenosis. The missing link of adipo-vascular axis. J Biol Chem. 277: 37487-37491.
Mitchell, M., Armstrong, D.T., Robker, R.L., Norman, R.J. (2005) Adipokines: implications for female fertility and obesity. Reproduction. 130: 583-597.
Psilopanagioti, A., Papadaki, H., Kranioti, E.F., Alexandrides, T.K., Varakis, J.N. (2009) Expression of adiponectin and adiponectin receptors in human pituitary gland and brain. Neuroendocrinlogy. 89: 38-47.
Rodriguez-Pacheco, F., Martinez-Fuentes, A.J., Tovar, S., Pinilla, L., Tena-Sempere, M., Dieguez, C., Castano, J.P., Malagon, M.M. (2007) Regulation of pituitary cell function by adiponectin. Endocrinology. 148: 401-410.
Scherer, P.E., Williams, S., Fogliano, M., Baldini, G., Lodish, H.F. (1995) A novel serum protein similar to C1q, produced exclusively in adipocytes. J Biol Chem. 270: 26746-26749.
Tabandeh, M.R., Hosseini, A., Kafi, M., Saeb, M., Saeb, S. (2010) Changes in the gene expression of adiponectin and adiponectin receptors (AdipoR1 and AdipoR2) in ovarian follicular cells of dairy cow at different stages of development. Theriogenology 15: 659-69.
Tabandeh, M.R., Golestani, N., Kafi, M., Hosseini, A., Saeb, M., Sarkoohi, P. (2012) Gene expression pattern of adiponectin and adiponectin receptors in dominant and atretic follicles and oocytes screened based on brilliant cresyl blue staining. Anim Reprod Sci. 131: 30-40.
Wathes, D.C., Fenwick, M., Cheng, Z., Bourne, N., Liewellyn, S, Morris, D.G. (2007) Influence of negative energy balance on cyclicity and fertility in high producing dairy cow. Theriogenology. 68: 232-41.
Yamauchi, T., Kamon, J., Ito, Y., Tsuchida, A., Yokomizo, T., Kita, S, Sugiyama, T., Miyagishi, M., Hara, K., Tsunoda, M., Murakami, K., Ohteki, T., Uchida, S., Takekawa, S., Waki, H., Tsuno, NH., Shibata, Y., Terauchi, Y., Froguel, P., Tobe, K., Koyasu, S., Taira, K., Kitamura, T., Shimizu, T., Nagai, R., Kadowaki, T. (2004) Cloning of adiponectin receptors that mediate antidiabetic metabolic effects. Nature. 423: 762–769.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار