Гормоны влияют на активность генов

Прерывистая (пульсирующая) передача сигналов стероидными гормонами может влиять на экспрессию генов у грызунов. К такому выводу пришли учёные из Бристольского университета (Великобритания) и Национального института рака (NCI, США). Это открытие имеет большое значение для понимания механизма действия стероидов и открывает новые пути для разработки терапии.

Результаты опубликованы онлайн и выйдут в сентябрьском номере 2009 года журнала Nature Cell Biology.

Высвобождение гормонов железами организма может происходить в эпизодическом, или ультрадианном, режиме, который состоит из повторяющихся периодов высвобождения в течение 24-часового (циркадного) периода. Исследованные в этой работе глюкокортикоидные гормоны — это стероидные гормоны, секретируемые надпочечниками, которые участвуют в огромном разнообразии физиологических реакций у животных и человека.

Глюкокортикоиды действуют через рецептор глюкокортикоидов, который экспрессируется почти в каждой клетке тела и регулирует гены, контролирующие развитие, метаболизм и иммунный ответ.

Обычно исследования рецептора глюкокортикоидов оценивают реакцию генов после длительной стимуляции синтетическими гормонами. Однако такое лечение может не полностью воспроизводить реальную ситуацию в живых организмах, потому что, помимо высвобождения в 24-часовом циркадном ритме, эти гормоны также высвобождаются в пульсирующем режиме с циклом примерно раз в час (ультрадианное циклирование).

В новом исследовании учёные продемонстрировали, что ультрадианная гормональная стимуляция индуцирует пульсирующую экспрессию генов (gene pulsing) с той же периодичностью как в культивируемых клетках, так и в моделях на животных. Исследователи вводили кортикостерон (естественный глюкокортикоидный гормон у грызунов) в пульсирующем режиме культивируемым клеткам мыши и наблюдали, что уровни вновь синтезированной РНК из генов, регулируемых рецептором глюкокортикоидов, точно соответствовали гормональным импульсам.

Полученные результаты свидетельствуют, что пульсация генов, регулируемая рецепторами глюкокортикоидов, напрямую связана с изменяющимися уровнями генной активности. Профессор Стаффорд Лайтман, руководитель лабораторий Генри Уэлкома по интегративной нейронауке и эндокринологии в Бристольском университете, сказал: «Мы ранее показали, что гормон кортизол высвобождается импульсами как у человека, так и у грызунов. Настоящие результаты показывают, что такой паттерн высвобождения гормона критически важен для здоровья и предоставляет новую концепцию для разработки лекарств».

Исследователи заключают, что, учитывая широкое терапевтическое использование глюкокортикоидов при артрите и даже некоторых видах рака, явно необходимы дальнейшие исследования для воспроизведения их результатов, а также последующие исследования на людях. Такие исследования помогут определить потенциальную роль ультрадианного применения терапии, нацеленной на рецептор глюкокортикоидов.