Regulación de la expresión de los receptores de leptina en el eje reproductivo de la rata

• Autores: Di Yorio, María Paula
• Año de publicación: 2012
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Faletti, Alicia Graciela
• Materia: RECEPTOR DE LEPTINA; LEPTINA; NPY; 17SS-ESTRADIOL; HIPOTALAMO; ADENOHIPOFISIS; OVARIO; PROCESO OVULATORIO; JAK2/STAT3; ERK1/2; SOCS3; LEPTIN RECEPTOR; LEPTIN; NPY; 17SS-OESTRADIOL; HYPOTHALAMUS; PITUITARY; OVARY; OVULATORY PROCESS; JAK2/STAT3; ERK1/2; SOCS3
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Leptina, proteína de 16 kDa sintetizada y secretada principalmente por el tejido adiposo, parece serun regulador de la función reproductiva. En este trabajo evaluamos la acción de distintos niveles deleptina sobre la expresión de las principales isoformas de su receptor en el eje hipotálamo-hipófisis-ovario, y el efecto de NPY y 17β-estradiol sobre estos receptores en el eje hipotálamo-adenohipófisis,ambos durante el proceso ovulatorio. Utilizamos como modelo biológico ratas inmaduras estimuladascon gonadotrofinas y evaluamos mediante estudios in vivo e in vitro la expresión del mensajero (RTPCR)y de la proteína (western blot) de los receptores de leptina. Encontramos que tanto leptina comolas gonadotrofinas son capaces de regular diferencialmente la expresión del mensajero y de la proteínade ambos tipos de isoformas en el eje reproductivo, en forma dosis y tejido dependiente. Por otro lado, NPY y 17β-estradiol fueron capaces de inducir la expresión del mensajero y de la proteína de ambasisoformas en el eje hipotálamo-adenohipófisis a través del receptor de NPY tipo 1 y de los receptoresestrogénicos α y/o β, respectivamente. Como el efecto estimulatorio o inhibitorio de leptina sobre la función ovárica podría depender de laactivación diferencial de sus receptores, estudiamos las vías JAK2/STAT3 y ERK1/2, y la expresiónde SOCS3 (western blot) en el eje reproductivo durante el proceso ovulatorio. Utilizamos ratasestimuladas con gonadotrofinas las que recibieron los siguientes tratamientos: i) tratamiento agudo, lasque recibieron 5 dosis de leptina (5 μg c/u) o vehículo durante el proceso ovulatorio, o ii) tratamientodiario, las que recibieron 3 μg de leptina o vehículo por día durante 12 días a partir del destete. Observamos que el tratamiento agudo, que inhibe la función ovárica, i) disminuye la expresión de p-ERK1/2 en hipotálamo, adenohipófisis y ovario; ii) disminuye la expresión de p-STAT3 enadenohipófisis y ovario; y iii) aumenta la expresión de SOCS3 en adenohipófisis y ovario. En eltratamiento diario, que estimula la función ovárica, observamos que i) aumenta la expresión de p-STAT3 y p-ERK1/2 en hipotálamo y en ovario; ii) disminuye la expresión de SOCS3 en ovario; y iii)no hubo cambios en estas vías en adenohipófisis. Al evaluar in vitro la acción directa de leptina sobreestos caminos de señalización en ovario observamos que la presencia de leptina es capaz de aumentarla expresión de p-STAT3 a bajas y altas concentraciones, la expresión de p-ERK1/2 a bajasconcentraciones y los niveles de SOCS3 a altas concentraciones. Con estos resultados podemos concluir que las gonadotrofinas, leptina, NPY y 17β-estradiol soncapaces de regular la sensibilidad a leptina a lo largo del eje reproductivo por modular la expresión desus receptores, y que los cambios observados en las distintas vías de señalización inducidos pordiferentes niveles de leptina pueden ser, al menos en parte, responsables del efecto positivo o negativoque leptina ejerce sobre el proceso ovulatorio.
Leptin, a 16 kDa protein synthesized and secreted mainly by adipocytes, modulates thereproductive function. The aims of the present work were to investigate the expression of leptinreceptors in the hypothalamic-pituitary-ovarian axis, and to assess whether different levels of leptin inthis axis were able to modulate the expression of both the long and the shorts isoforms of its receptors. Moreover, we also evaluated the direct effects of some factors involved in the reproductive function,like NPY and 17β-oestradiol, on the expression of these receptors in the hypothalamic-pituitary axis. Immature rats primed with gonadotropins were used and either in vivo or in vitro assays wereperformed to evaluate the expression of both RNA messenger (RT-PCR) and proteins (western blot) ofthe leptin receptors. Gonadotropins and leptin were able to regulate the expression of RNA messengerand proteins of both isoforms in the reproductive axis in a differential way and in a dose and tissuedependent manner. Furthermore, NPY and 17β-oestradiol up-regulated the receptor expression in thehypothalamic-pituitary axis by the interaction with the receptor Y type 1 and the oestrogen receptors αand/or β, respectively. Leptin is able to both stimulate and inhibit the ovarian function and this effect could be induced by adifferential activation of its receptors. Thus, we investigated whether changes in the signallingpathways, mediated by JAK2/STAT3 or ERK1/2 and the SOCS3 expression (western blot), wereinvolved in this biphasic response in the hypothalamic-pituitary-ovarian axis during the ovulatoryprocess. Immature rats primed with gonadotropins received one of the following treatment: i) acutetreatment, in which the rats received five ip injection of leptin (5 μg each) or vehicle during theovulatory process, and ii) daily treatment, at 22 days of age, in which the rats received an ip injectionof leptin (3 μg) or vehicle per day for 12 days. We found that the acute treatment, which inhibits theovulatory process, caused a reduction in the expression of p-ERK1/2 in hypothalamus, pituitary andovary; p-STAT3 in pituitary and ovary; and an increase in SOCS3 expression in pituitary and ovary. The daily treatment, which induces the ovulatory process, increased the expression of both p-STAT3and p-ERK1/2 in hypothalamus and ovary; caused a reduction of SOCS3 expression in the ovary; butno changes were found in pituitary. In vitro studies were performed to evaluate a direct effect of leptinon those signaling pathways in the ovarian tissue. Leptin was able to activate both STAT3 and ERK1/2in the presence of physiological levels, but only STAT3 at high concentrations. In addition, theexpression of SOCS3 protein increased at high levels of leptin. These results indicate thatgonadotropins, leptin, NPY and 17β-oestradiol are able to modulate the responsiveness to leptin byregulating the expression of its receptors. Furthermore, changes in different signaling pathwaysthroughout the reproductive axis, induced by different levels of leptin may be, at least in part,responsible for the positive or negative effects of leptin on the ovulatory process.
Fil: Di Yorio, María Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.