Polymorphisms at the five exons of gowth hormone gene in the Algarvia Goat. Possible association with milk traits

The present preliminary study attempts to establish associations between milk production traits and genetic polymorphisms at the GH gene in the Algarvia goat. The DNA of 108 goats of the indigenous Portuguese Algarvia breed was evaluated.

Five gonadotrophin-releasing hormone receptors in a teleost fish: isolation, tissue distribution and phylogenetic relationships

Gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) is the main neurohormone controlling gonadotrophin release in all vertebrates, and in teleost fish also of growth hormone and possibly of other adenohypophyseal hormones. Over 20 GnRHs have been identified in vertebrates and protochoordates and shown to bind cognate G-protein couple receptors (GnRHR). We have searched the puffer fish, Fugu rubripes, genome sequencing database, identified five GnRHR genes and proceeded to isolate the corresponding complementary DNAs in European sea bass, Dicentrachus labrax. Phylogenetic analysis clusters the European sea bass, puffer fish and all other vertebrate receptors into two main lineages corresponding to the mammalian type I and II receptors. The fish receptors could be subdivided in two GnRHR1 (A and B) and three GnRHR2 (A, B and C) subtypes. Amino acid sequence identity within receptor subtypes varies between 70 and 90% but only 50–55% among the two main lineages in fish. All European sea bass receptor mRNAs are expressed in the anterior and mid brain, and all but one are expressed in the pituitary gland. There is differential expression of the receptors in peripheral tissues related to reproduction (gonads), chemical senses (eye and olfactory epithelium) and osmoregulation (kidney and gill). This is the first report showing five GnRH receptors in a vertebrate species and the gene expression patterns support the concept that GnRH and GnRHRs play highly diverse functional roles in the regulation of cellular functions, besides the ‘‘classical’’ role of pituitary function regulation.

Régulation de l'activité transcriptionnelle de PPARgamma via l'activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a : potentiel anti-athérosclérotique

Les sécrétines peptidiques de l’hormone de croissance (GHRPs) constituent une classe de peptides synthétiques capables de stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance (GH). Cette activité est médiée par leur liaison à un récepteur couplé aux protéines G : le récepteur des sécrétines de l’hormone de croissance (GHS-R1a), identifié subséquemment comme le récepteur de la ghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés sécrété principalement par les cellules de la muqueuse de l’estomac, qui exerce de nombreux effets périphériques indépendamment de la sécrétion de l’hormone de croissance. Les effets indépendants de la sécrétion de GH incluent, entre autres, des actions sur le contrôle de la prise de nourriture, le métabolisme énergétique, la fonction cardiaque, le système immunitaire et la prolifération cellulaire. L’étude de la distribution périphérique des sites de liaison des GHRPs nous a permis d’identifier un second site, le CD36, un récepteur scavenger exprimé dans plusieurs tissus dont le myocarde, l’endothélium de la microvasculature et les monocytes/macrophages. Le CD36 exprimé à la surface du macrophage joue un rôle clé dans l’initiation du développement de l’athérosclérose par la liaison et l’internalisation des lipoprotéines de faible densité oxydées (LDLox) dans l’espace sous-endothélial de l’artère. L’hexaréline, un analogue GHRP, a été développé comme agent thérapeutique pour stimuler la sécrétion de l’hormone de croissance par l’hypophyse. Sa propriété de liaison aux récepteurs GHS-R1a et CD36 situés en périphérie et particulièrement sa capacité d’interférer avec la liaison des LDLox par le CD36 nous ont incité à évaluer la capacité de l’hexaréline à moduler le métabolisme lipidique du macrophage. L’objectif principal de ce projet a été de déterminer les effets de l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a, par l’hexaréline et la ghréline, le ligand endogène du GHS-R1a, sur la physiologie du macrophage et de déterminer son potentiel anti-athérosclérotique. Les résultats montrent premièrement que l’hexaréline et la ghréline augmentent l’expression des transporteurs ABCA1 et ABCG1, impliqués dans le transport inverse du cholestérol, via un mécanisme contrôlé par le récepteur nucléaire PPARγ. La régulation de l’activité transcriptionnelle de PPARγ par l’activation des récepteurs CD36 et GHS-R1a se fait indépendamment de la présence du domaine de liaison du ligand (LBD) de PPARγ et est conséquente de changements dans l’état de phosphorylation de PPARγ. Une étude plus approfondie de la signalisation résultant de la liaison de la ghréline sur le GHS-R1a révèle que PPARγ est activé par un mécanisme de concertation entre les voies de signalisation Gαq/PI3-K/Akt et Fyn/Dok-1/ERK au niveau du macrophage. Le rôle de PPARγ dans la régulation du métabolisme lipidique par l’hexaréline a été démontré par l’utilisation de macrophages de souris hétérozygotes pour le gène de Ppar gamma, qui présentent une forte diminution de l’activation des gènes de la cascade métabolique PPARγ-LXRα-transporteurs ABC en réponse à l’hexaréline. L’injection quotidienne d’hexaréline à un modèle de souris prédisposées au développement de l’athérosclérose, les souris déficientes en apoE sous une diète riche en cholestérol et en lipides, se traduit également en une diminution significative de la présence de lésions athérosclérotiques correspondant à une augmentation de l’expression des gènes cibles de PPARγ et LXRα dans les macrophages péritonéaux provenant des animaux traités à l’hexaréline. L’ensemble des résultats obtenus dans cette thèse identifie certains nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de PPARγ et du métabolisme du cholestérol dans le macrophage via les récepteurs CD36 et GHS-R1a. Ils pourraient servir de cibles thérapeutiques dans une perspective de traitement des maladies cardiovasculaires.

Contrôle de l'expression de la protéine PHEX et rôle de PHEX et FGF23 dans la minéralisation par les cellules MC3T3

PHEX est une protéine importante dans le processus de minéralisation osseuse. Des mutations ou la délétion d’une partie de ce gène causent l’hypophosphatémie liée au chromosome X (XLH). Cette maladie est caractérisée par une hypophosphatémie, accompagnée de défauts de minéralisation, de rachitisme et de lésions ostéomalaciques. Avec l’hypophosphatémie, les taux circulants de vitamine D devraient être augmentés, ce qui n’est pas le cas d’où une régulation anormale de la production de vitamine D a lieu. Cependant, malgré le fait que cette protéine soit une peptidase, aucun substrat physiologique n’a encore été répertorié pour PHEX. PHEX est une protéine membranaire de type II de la famille M13 des métalloendopeptidases à zinc possédant un court domaine N-terminal cytosolique, un segment transmembrannaire d’environ 20 acides aminés et une large portion C-terminale extracellulaire où se trouve le site actif de l’enzyme. PHEX est exprimée de façon majoritaire dans les os et dans les dents et elle apparaît à l’initiation de la minéralisation. Les patients souffrant de XLH et la souris Hyp, qui est un modèle animal de la maladie humaine, montrent des quantités importantes de la protéine FGF23. De plus, FGF23 est impliqué dans une autre maladie reliée au métabolisme du phosphate, l’hypophosphatémie rachitique autosomale dominante (ADHR) où des mutations de FGF23 causent sensiblement les mêmes symptômes que XLH. FGF23 est produit principalement par les ostéoblastes et les ostéocytes. FGF23 cause une hypophosphatémie par la diminution de l’expression du cotransporteur NaPi de type II, responsable de la réabsorption du phosphate rénal. L’hypothèse proposée dans la littérature serait que PHEX activerait ou inactiverait des peptides importants pour la minéralisation osseuse. Plus spécifiquement, l’activation ou l’inactivation de ces peptides aurait pour rôle de réguler les quantités de FGF23. Selon l’hypothèse mentionnée précédemment, la régulation de PHEX pourrait donc avoir un effet sur la minéralisation. Une quantité croissante de données sur la régulation de PHEX sont maintenant disponibles. Par exemple, la vitamine D diminue l’expression de PHEX tandis que les glucocorticoïdes et l’hormone de croissance augmentent son expression. Dans une première étude, nous avons voulu déterminer si un peptide relié à la minéralisation osseuse, le PTHrP1-34, pouvait réguler l’expression de PHEX. Nous avons déterminé que le PTHrP1-34 peut réguler de façon négative l’expression de PHEX dans les cellules UMR-106, une lignée cellulaire ostéoblastique. Cette régulation passe par la voie de l’AMPc/protéine kinase A. De plus, cette diminution d’expression est également observée au jour 7 dans des cultures primaires d’ostéoblastes de rat en minéralisation. Par la suite, nous avons étudié un mutant de PHEX, le mutant E4Q retrouvé chez un patient souffrant de XLH, où la mutation se retrouve dans le domaine cytosolique de PHEX. Cette mutation n’interfère pas avec le site catalytique de l’enzyme puisque ce mutant de PHEX peut tout aussi bien cliver un substrat synthétique que la protéine sauvage. Il a été déterminé que cette mutation annule un motif di-acide. Nous avons démontré que ce motif di-acide est responsable de la liaison de PHEX à COPII, responsable de la formation de vésicules de sécrétion. De plus, il semblerait que ce motif soit important, probablement par son interaction avec COPII, à l’incorporation de PHEX dans des vésicules de calcification, lesdites vésicules étant importantes dans le processus de minéralisation. Finalement, des essais de compétitions ont démontré que la minéralisation pouvait être perturbée lorsque l’on surexprimait la queue cytosolique sauvage de PHEX, contrairement à la queue mutée. Ceci suggère possiblement que l’interaction avec COPII menant à l’incorporation de PHEX dans les vésicules de calcification ou d’autres protéines comprenant de tels motifs pourrait être importante pour la minéralisation. Finalement, la dernière étude porte sur la protéine FGF23. Nous avons démontré, par la surexpression de FGF23 dans la lignée MC3T3 d’ostéoblastes de souris, que cette surexpression a un effet sur la sénescence de ces cellules. En effet, des essais de sénescence ont montré l’augmentation de celle-ci lorsque FGF23 est surexprimé. Par contre, la prolifération n’est pas altérée. De plus, il semblerait que la différenciation soit plus rapide, tel qu’observé par une minéralisation survenant plus tôt, mais n’étant pas plus importante. Bref, la surexpression de FGF23 semblerait faire en sorte que les ostéoblastes se différencient plus rapidement et passent donc à un état de sénescence prématuré comparativement aux cellules sauvages. Ceci est en accord avec la littérature où KLOTHO, un cofacteur de FGF23 permettant sa liaison avec une plus grande affinité sur son récepteur, lorsqu’inactivé démontre un phénotype similaire au vieillissement incluant un phénotype de sénescence.

Immunocytochemical identification of adenohypophyseal cells in the pirarucu (Arapaima gigas), an Amazonian basal teleost

The adenohypophysis (AH) of juvenile pirarucu (Arapaima gigas), a representative species of the Osteoglossomorpha (bonytongue fishes, one of the oldest living groups of the teleosts), was studied using histochemical and immunocytochemical methods. The AH is comprised of the pars distalis (PD), without a clear distinction between rostral pars distalis (RPD) and proximal pars distalis (PPD), and the pars intermedia (PI). The neurohypophysis (NH) is positioned on top of the PD and penetrates and branches into the PI. In the most rostral dorsal portion of the PD, adrenocorticotropic cells and fusiform gonadotropic cells were found. In the central PD, scarce prolactin-producing cells and growth-hormone-producing cells were located mainly in the dorsal part, whereas round gonadotropic cells were abundant in the ventral portion of this region. Human thyrotropin immunoreactive cells were not found in the entire AH. In the PI, melanotropic, some adrenocorticotropic, and somatolactin-producing cells were located intermingled surrounding the neurohypophyseal branches. Our results showed that the A. gigas pituitary has some basal characteristics between the ancient Actinopterygii and the more derived teleosts.

Perfil periodontal de pacientes portadores de alterações endócrino-metabólicas

Objective- Convinced that periodontium, many times, can show alterations in human health, the aim of these studies was to investigate the periodontal situation in patients with endocrine-metabolic disorders such as, Berardinelli-Seip Syndrome, hyperthyroidism, hypothyroidism and acromegaly. Methods- Eight patients with Berardinelli-Seip Syndrome, 16 acromegalics, 30 hypothyroids, 30 hyperthyroids, and a control group with 35 patients were evaluated. Clinical attachment loss, probing depth, gingival bleeding index, gingival overgrowth and Index of Decayed, Missing and Filled Teeth were measured in each patient. All ethical aspects were rigidly observed, being the study conducted after its approval by the University of Fortaleza Research Ethics Committee. Results- The presence of periodontitis was marked in hyperthyroids and in patients with Berardinelli-Seip Syndrome. Hypothyroids showed not much presence of periodontitis, while all acromegalics presented absence of periodontitis. Conclusions- The protective effect of periodontitis in acromegalic patients is a new finding, whose mechanisms are not yet clear, but may be related to the anabolic effects of growth hormone. The presence of periodontitis in Berardinelli-Seip Syndrome may occur due the early onset of diabetes. In hyperthyroids, the high prevalence of periodontitis could be linked to thyroid hormones effects on bone, explaining also the minor prevalence in hypothyroids

Effects of GHR gene polymorphisms on growth and carcass traits in Zebu and crossbred beef cattle

The growth hormone receptor (GHR) is the cell surface receptor for growth hormone (GH) and is required for GH to carry out its effects on target tissues. The objectives of the present study were to estimate the allele and genotype frequencies of the GHR/Alu I gene polymorphism located in the regulatory region in beef cattle belonging to different genetic groups and to determine associations between this polymorphism and growth and carcass traits. Genotyping was performed on 384 animals, including 79 Nellore (Zebu), 30 Canchim (5/8 Charolais+3/8 Zebu), 30 Simmental X Nellore crossbred and 245 Angus x Nellore crossbred cattle. Alleles Alu I(+), Alu I(-) and Alu I(N)-null allele-were evidenced for the GHR/Alu I polymorphism and the frequency of the Alu I(N) allele was significantly higher than the frequency of the Alu I(+) and Alu I(-) alleles in all genetic groups. Genotype Alu I(N/N) of the GHRIAlu I predominated in Nellore animals, while the Alu I(N/+) and Alu I(N/-) predominated in the other genetic groups. In the association studies, traits of interest were analyzed using the General Linear Model (GLM) procedure of the SAS program and least squares means of the genotypes were compared by the Tukey test. Significant associations (P < 0.05) were observed between the Alu I(N/N) genotype of the GHRIAlu I polymorphism and lower weight gain and body weight at slaughter, although a confounding between genotypes and genetic groups may have occurred. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of polymorphic microsatellites in the regulatory region of IGF1 and GHR on growth and carcass traits in beef cattle

Growth hormone (GH), insulin-like growth factors 1 and 2 (IGF1 and IGF2) and their associated binding proteins and transmembrane receptors (GHR, IGF1R and IGF2R) play an important role in the physiology of mammalian growth. The objectives of the present study were to estimate the allele and genotype frequencies of microsatellite markers located in the 5'-regulatory region of the IGF1 and GHR genes in beef cattle belonging to different genetic groups and to determine effects of these markers on growth and carcass traits in these animals under an intensive production system. For this purpose, genotyping was performed on 384 bulls including 79 Nellore, 30 Canchim (5/8 Charolais + 3/8 Zebu) and 275 crossbred animals originating from crosses of Simmental (1/2 Simmental, n = 30) and Angus (1/2 Angus, n = 245) sires with Nellore females. The effects of substituting L allele for S allele of GHR microsatellite across Nellore, Canchim and 1/2 Angus were significant for weight gain and body weight (P < 0.05). The IGF1 microsatellite allele substitutions of 229 for 225 within Nellore group and of 225 for 229 within 1/2 Angus were not significant for any of the traits.

Association between IGF-I, IGF-IR and GHRH gene polymorphisms and growth and carcass traits in beef cattle

Molecular biology techniques are of help in genetic improvement since they permit the identification, mapping and analysis of polymorphisms of genes encoding proteins that act on metabolic pathways involved in economically interesting traits. The somatotrophic axis, which essentially consists of growth hormone releasing hormone (GHRH), growth hormone (GH), insulin-like growth factors I and II (IGF-I and IGF-II), and their associated binding proteins and receptors (GHRHR, GHR, IGF-IR and IGF-IIR), plays a key role in the metabolism and physiology of mammalian growth. The objectives of the present study were to estimate the allele and genotype frequencies of the IGF-I/SnaBI, IGF-IR/TaqI and GHRH/HaeIII gene polymorphisms in different genetic groups of beef cattle and to determine associations between these polymorphisms and growth and carcass traits. For this purpose, genotyping was performed on 79 Nellore animals, 30 Canchim (5/8 Charolais+3/8 Zebu) animals and 275 crossbred cattle originating from the crosses of Simmental (n=30) and Angus (n=245) sires with Nellore females. In the association studies, traits of interest were analyzed using the GLM procedure of SAS and least square means of the genotypes were compared by the Tukey test. Associations of IGF-I/SnaBI genotypes with body weight and subcutaneous backfat were significant (p < 0.05), and nearly significant for longissimus dorsi area (p=0.06), with the 1313 genotype being favorable compared to the AB genotype. No significant associations were observed between this polymorphism and weight gain or carcass yield (P > 0.05). The IGF-IR/TaqI and GHRH/HaeIII polymorphisms showed no association with production traits. (c) 2004 Elsevier B.V All rights reserved.

Growth factors and glucose homeostasis in diabetic rats: effects of exercise training

To investigate the alterations of glucose homeostasis and variables of the insulin-like growth factor-I (IGF- 1) growth system in sedentary and trained diabetic (TD) rats, Wistar rats were divided into sedentary control (SC), trained control (TC), sedentary diabetic (SD), and TD groups. Diabetes was induced by Alloxan (35 mg kg(-1) b.w.). Training program consisted of swimming 5 days week(-1), 1 h day(-1), during 8 weeks. Rats were sacrificed and blood was collected for determinations of serum glucose, insulin, growth hormone (GH), IGF-1, and IGF binding protein-3(IGFBP-3). Muscle and liver were removed to evaluate glycogen content. Cerebellum was extracted to determinate IGF-1 content. Diabetes decreased serum GH, IGF-1, IGFBP-3, liver glycogen, and cerebellum IGF-1 peptide content in baseline condition. Physical training recovered liver glycogen and increased serum and cerebellum IGF-1 peptide in diabetic rats. Physical training induces important metabolic and hormonal alterations that are associated with an improvement in glucose homeostasis and serum and cerebellum IGF-1 concentrations. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Association of GH and IGF-1 polymorphisms with growth traits in a synthetic beef cattle breed

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

HIPERTENSAO ARTERIAL EM PACIENTES OBESOS COM HIPERTROFIA CARDIACA. EFEITOS DO CAPTOPRIL SOBRE A SENSIBILIDADE A INSULINA E HORMONIO DE CRESCIMENTO

Purpose. To evaluate the effects of captopril (Cpt) on carbohydrate metabolism and growth hormone (GH) in adults hypertensive obese patients with normal (NGT) or impaired (IGT) glucose tolerance and left ventricular hypertrophy. Methods. Ten patients (53 ± 8 years), 8 women and 2 men, white, body mass index (BMI) ≥ 26 kg/m2, left ventricular mass index (LVMI) > 135 g/m2 in man and > 110 g/m2 in woman, with diastolic blood pressure (DBP) 95-115 mmHg after 3 weeks of placebo, were identified by oral glucose tolerance test (OGTT-75 g) as either with NGT or IGT, and treated with Cpt 25 mg t.i.d. for 8 weeks. At the 8 weeks, dosage was increased to 50 mg b.i.d. if DBP > 90 mmHg or the decrease of the DBP < 10%, during the next 8 weeks. OGTT and clonidine tests (0,04 mg/kg) with determinations, every 30 minutes of glucose, insulin, and GH during 2 hours, were performed. Results. Cpt lowered SBP and DBP in the NGT group and IGT group. The LVMI and the left ventricular mass (LVM) decreased in the IGT group with no significant change in the NGT group. Cpt promoted in the IGT group decrease in the area under the curve (AUC) of glucose, and AUC of insulin, with increase of the AUC of the percent of the β cell function, AUC of HC, and insulin sensitivity index with no significantly change in the NGT group. Conclusion. Adults hypertensive obese patients with IGT had decreased significantly in mean fasting level of GH concentrations compared to age, race, and BMI matched hypertensive patients with NGT. Treatment with Cpt induced a significant increased of the GH, with improvement of the metabolism in patients with IGT.

Metabolic disturbances in male broilers of different strains. 2. Relationship between the thyroid and somatotropic axes with growth rate and mortality

Seven male broiler strains (Arbor Acres, Avian Farms, Cobb-500, Hubbard-Peterson, ISA, Naked Neck, and Ross) were compared for their growth rate, feed efficiency, and mortality due to sudden death and ascites. In addition, weekly plasma levels of thyroid hormones [3,3′,5-triiodothyronine (T3) thyroxine (T4), T3: T4 ratio, growth hormone (GH), and insulin-like growth factor-I (IGF-I)] were determined. The highly productive, commercial strains were very similar in their endocrine profiles but differed markedly from the Naked Neck chickens. Naked Neck chickens were characterized by higher plasma T3 and lower T4 levels at similar ages as well as when compared on the same body weight basis. The present findings support the hypothesis that the slightly hypothyroid state of high productive broilers renders them more sensitive to metabolic disorders. Naked Neck chickens also had higher plasma GH levels than those of their age-matched commercial broilers. The coefficient of variation for GH was highest for Naked Neck chickens, which is indicative for an amplified GH burst amplitude. It may be stated that changes in plasma thyroid hormone concentration in indirect response to selection for low feed conversion and fast growth may be causatively linked to susceptibility for metabolic disturbances such as sudden death syndrome and ascites.

Daytime variations in glucose tolerance in people with impaired glucose tolerance

To determine whether glucose tolerance varies throughout the day in people with impaired glucose tolerance (IGT). We studied 15 healthy IGT, and 18 matched normal glucose tolerant (NGT) individuals. Blood samples were taken every 30-120 min during a 24 h period in which all individuals had three mixed meals and nocturnal sleep. We measured glucose, free fatty acids, specific insulin, intact proinsulin, cortisol and growth hormone. Variable responses were considered as concentrations and areas under the curves. Comparison between the groups was by Student's t-test, Mann-Whitney, and analysis of variance. Higher total glucose response, inappropriate normal total insulin response, and unproportionally increased proinsulin total response were observed in the IGT group. Lower glucose tolerance occurred in IGT after dinner, as in the NGT, and after breakfast associated with increased insulin response after breakfast, and similar proinsulin response after all three meals. IGT had higher glucose response than NGT after breakfast and lunch, similar insulin responses, and increased proinsulin-insulin ratio after all three meals. Data from this study demonstrate that IGT individuals present lower glucose tolerance in the evening, as those with NGT, and in the morning, as reported in patients with type 2 diabetes. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.