TGF-β1 は、ヒト顆粒膜-ルテイン細胞における GDNF と Furin の発現を調節することで GDNF 産生を増加させる

TGF-β1 Increases GDNF Production by Upregulating the Expression of GDNF and Furin in Human Granulosa-Lutein Cells.

• Jingwen Yin
• Hsun-Ming Chang
• Yuyin Yi
• Yuanqing Yao
• Peter C K Leung

抄録

グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)はヒト卵巣で高レベルで発現しており、GDNFシグナル伝達は卵胞活性化と卵子の成熟の直接的な制御に関与している。トランスフォーミング成長因子-β1（TGF-β1）は、様々な卵巣機能の調節において重要な役割を果たしています。フリンは、複数のタンパク質前駆体の活性化に密接に関連しているサブチリシンファミリーの細胞内セリンエンドペプチダーゼである。卵胞発生の調節におけるGDNFおよびTGF-β1の重要な役割にもかかわらず、TGF-βがヒト肉芽細胞におけるGDNFの発現および産生を調節することができるかどうかは、依然として決定されていない。本研究の目的は、TGF-β1 の GDNF 産生への影響と、その基礎となるメカニズムをヒト顆粒膜ルーティン（hGL）細胞で検討することであった。本研究では、2種類のhGL細胞（初代hGL細胞と不死化hGL細胞株であるSVOG細胞）をモデルとしました。その結果、TGF-β1はGDNFとfurinの発現を有意に誘導し、その結果、成熟したGDNFの産生を増加させることが示された。RNA 干渉と細胞シグナル伝達成分に対するキナーゼ阻害剤を組み合わせたデュアルインヒビター法を用いて、TGF-β1 誘導細胞活性を仲介する主要な受容体は TβRII 型 II 受容体と ALK5 型 I 受容体であることを明らかにした。また、TGF-β1によって誘導される生物学的応答を媒介する下流のシグナル伝達物質として、Sma-およびMad関連タンパク質（SMAD）3およびSMAD4が挙げられた。 さらに、furinはGDNFの産生を誘導する主要なプロテイン変換酵素であることが明らかになった。これらの知見は、毛包内因子が、hGL細胞におけるパラクリンまたは自己分泌的相互作用を介して別の成長因子の産生に影響を与える追加の制御機構を提供します。

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) is expressed at a high level in the human ovary and GDNF signaling is involved in the direct control of follicular activation and oocyte maturation. Transforming growth factor-β1 (TGF-β1) plays an important role in the regulation of various ovarian functions. Furin is an intracellular serine endopeptidase of the subtilisin family that is closely associated with the activation of multiple protein precursors. Despite the important roles of GDNF and TGF-β1 in the regulation of follicular development, whether TGF-β is able to regulate the expression and production of GDNF in human granulosa cells remains to be determined. The aim of this study was to investigate the effect of TGF-β1 on the production of GDNF and its underlying mechanisms in human granulosa-lutein (hGL) cells. We used two types of hGL cells (primary hGL cells and an established immortalized hGL cell line, SVOG cells) as study models. Our results show that TGF-β1 significantly induced the expression of GDNF and furin, which, in turn, increased the production of mature GDNF. Using a dual inhibition approach combining RNA interference and kinase inhibitors against cell signaling components, we showed that the TβRII type II receptor and ALK5 type I receptor are the principal receptors that mediated TGF-β1-induced cellular activity in hGL cells. Additionally, Sma- and Mad-related protein (SMAD)3 and SMAD4 are the downstream signaling transducers that mediate the biological response induced by TGF-β1. Furthermore, furin is the main proprotein convertase that induces the production of GDNF. These findings provide additional regulatory mechanisms by which an intrafollicular factor influences the production of another growth factor through a paracrine or autocrine interaction in hGL cells.