Динамика стимулирующих эффектов гонадотропина и тиенопиримидинового производного TP03 на овуляцию и овариальный стероидогенез у неполовозрелых самок крыс с применением фолликулостимулирующего гормона
- Авторы: Деркач К.В.1, Бахтюков А.А.1, Сорокоумов В.Н.1,2, Диденко Е.А.1,2, Романова И.В.1, Морина И.Ю.1, Лебедев И.А.1, Баюнова Л.В.1, Шпаков А.О.1
-
Учреждения:
- Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Выпуск: Том 22, № 1 (2024)
- Страницы: 53-65
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 31.10.2023
- Статья одобрена: 16.01.2024
- Статья опубликована: 27.04.2024
- URL: https://journals.eco-vector.com/RCF/article/view/622883
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF622883
- ID: 622883
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Для индукции овуляции и коррекции репродуктивных расстройств у женщин широко используют препараты гонадотропинов, в первую очередь хорионический гонадотропин человека (ХГч), но они характеризуются рядом побочных эффектов. Возможной альтернативой являются низкомолекулярные аллостерические агонисты рецептора лютеинизирующего гормона (ЛГР), в том числе разработанные нами тиено[2,3-d]пиримидиновые производные.
Цель — сравнительное изучение влияния тиено[2,3-d]пиримидина TP03 и ХГЧ на массу яичников, образование желтых тел, уровни эстрадиола, прогестерона и лютеинизирующего гормона в крови неполовозрелых самок крыс, предварительно обработанных препаратом фолликулостимулирующего гормона Фоллимаг®, а также их влияние на экспрессию овариальных генов, кодирующих ЛГР и ключевые компоненты стероидогенеза.
Материалы и методы. TP03 вводили в дозе 20 мг/кг (внутрибрюшинно), ХГЧ в дозе 15 МЕ/крыса (подкожно), оба через 48 ч после инъекции препарата Фоллимаг®. Исследуемые показатели изучали через 1, 2, 4, 8, 16 и 24 ч после введения TP03 или ХГЧ. Уровни гормонов в крови определяли с помощью иммуноферментного анализа, экспрессию генов в яичниках — с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Результаты. Аллостерический ЛГР-агонист TP03 повышал массу яичников, продукцию прогестерона в крови и экспрессию стероидогенных генов, кодирующих холестерин-транспортирующий белок StAR и цитохромы CYP11A1 и CYP17A1, а также стимулировал образование желтых тел (через 16–24 ч после обработки). Временная динамика его стимулирующих эффектов была сходной с таковой ХГЧ, хотя их величина в небольшой степени уступала таковой гонадотропина. Более умеренным было и вызываемое TP03 снижение уровня эстрадиола в крови и экспрессии гена ароматазы в яичниках. В отличие от ХГЧ, который через 8 ч после обработки подавлял экспрессию гена, кодирующего ЛГР, TP03 сохранял высокий уровень экспрессии этого гена, предотвращая снижение чувствительности яичников к эндогенному лютеинизирующему гормону.
Заключение. Таким образом, TP03 является хорошим кандидатом на роль индуктора овуляции, действуя более мягко в сравнении с ХГЧ в отношении стимуляции овариального стероидогенеза, что снижает риски развития синдрома гиперстимуляции яичников и резистентности овариальных клеток к гонадотропинам.
Полный текст

Об авторах
Кира Викторовна Деркач
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: derkatch_k@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6555-9540
SPIN-код: 6925-1558
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургАндрей Андреевич Бахтюков
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: bahtyukov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2060-2020
SPIN-код: 7073-0586
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургВиктор Николаевич Сорокоумов
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет
Email: sorokoumov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4917-2175
SPIN-код: 1042-8142
канд. хим. наук
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургЕгор Александрович Диденко
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет
Email: didenkoegor58@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-5217-0624
SPIN-код: 5115-8389
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург
Ирина Владимировна Романова
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: irinaromanova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0348-0631
SPIN-код: 8891-8186
д-р биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургИрина Юрьевна Морина
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: irinamorina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2252-0088
SPIN-код: 3489-8842
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургИван Антонович Лебедев
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: lebedevivan9@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3917-4414
SPIN-код: 7084-4360
Россия, Санкт-Петербург
Любовь Владимировна Баюнова
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: bayunoval@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5543-8657
SPIN-код: 2833-2978
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Олегович Шпаков
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
Email: alex_shpakov@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-4293-3162
SPIN-код: 6335-8311
д-р биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Martinez F., Racca A., Rodríguez I., Polyzos N.P. Ovarian stimulation for oocyte donation: a systematic review and meta-analysis // Hum Reprod Update. 2021. Vol. 27, N. 4. P. 673–696. doi: 10.1093/humupd/dmab008
- Segaloff D.L., Wang H.Y., Richards J.S. Hormonal regulation of luteinizing hormone/chorionic gonadotropin receptor mRNA in rat ovarian cells during follicular development and luteinization // Mol Endocrinol. 1990. Vol. 4, N. 12. P. 1856–1865. doi: 10.1210/mend-4-12-1856
- Menon B., Sinden J., Franzo-Romain M., et al. Regulation of LH receptor mRNA binding protein by miR-122 in rat ovaries // Endocrinology. 2013. Vol. 154, N. 12. P. 4826–4834. doi: 10.1210/en.2013–1619
- Menon B., Gulappa T., Menon K.M. miR-122 regulates LH receptor expression by activating sterol response element binding protein in rat ovaries // Endocrinology. 2015. Vol. 156, N. 9. P. 3370–3380. doi: 10.1210/en.2015-1121
- Jiang X., Dias J.A., He X. Structural biology of glycoprotein hormones and their receptors: insights to signaling // Mol Cell Endocrinol. 2014. Vol. 382, N. 1. P. 424–451. doi: 10.1016/j.mce.2013.08.021
- Casarini L., Simoni M. Recent advances in understanding gonadotropin signaling // Fac Rev. 2021. Vol. 10, P. 41. doi: 10.12703/r/10-41
- Namavar Jahromi B., Parsanezhad M.E., et al. Ovarian hyperstimulation syndrome: a narrative review of its pathophysiology, risk factors, prevention, classification, and management // Iran J Med Sci. 2018. Vol. 43, N. 3. P. 248–260.
- Shen X., Yang Q., Li L., Lu W. Clinical pregnancy and incidence of ovarian hyperstimulation syndrome in high ovarian responders receiving different doses of hCG supplementation in a GnRH-agonist trigger protocol // Evid Based Complement Alternat Med. 2021. Vol. 2021, P. 2180933. doi: 10.1155/2021/2180933
- Cerrillo M., Rodríguez S., Mayoral M., et al. Differential regulation of VEGF after final oocyte maturation with GnRH agonist versus hCG: a rationale for OHSS reduction // Fertil Steril. 2009. Vol. 91, Suppl. 4. P. 1526–1528. doi: 10.1016/j.fertnstert.2008.08.118
- Miller I., Chuderland D., Ron-El R., et al. GnRH agonist triggering modulates PEDF to VEGF ratio inversely to hCG in granulosa cells // J Clin Endocrinol Metab. 2015. Vol. 100, N. 11. P. E1428–E1436. doi: 10.1210/jc.2015-2312
- Engmann L.L., Maslow B.S., Kaye L.A., et al. Low dose human chorionic gonadotropin administration at the time of gonadotropin releasing-hormone agonist trigger versus 35 h later in women at high risk of developing ovarian hyperstimulation syndrome — a prospective randomized double-blind clinical trial // J Ovarian Res. 2019. Vol. 12, N. 1. P. 8. doi: 10.1186/s13048-019-0483-7
- Heitman L.H., Oosterom J., Bonger K.M., et al. [3H]Org 43553, the first low-molecular-weight agonistic and allosteric radioligand for the human luteinizing hormone receptor // Mol Pharmacol. 2008. Vol. 73, N. 2. P. 518–524. doi: 10.1124/mol.107.039875
- van Koppen C.J., Zaman G.J., Timmers C.M., et al. A signaling-selective, nanomolar potent allosteric low molecular weight agonist for the human luteinizing hormone receptor // Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2008. Vol. 378. N. 5. P. 503–514. doi: 10.1007/s00210-008-0318-3
- Nataraja S.G., Yu H.N., Palmer S.S. discovery and development of small molecule allosteric modulators of glycoprotein hormone receptors // Front Endocrinol (Lausanne). 2015 Vol. 6, P. 142. doi: 10.3389/fendo.2015.00142
- Derkach K.V., Dar’in D.V., Bakhtyukov A.A., et al. In vitro and in vivo studies of functional activity of new low molecular weight agonists of the luteinizing hormone receptor // Biochem Moscow Suppl Ser A. 2016. Vol. 10, N. 4. P. 294–300. doi: 10.1134/S1990747816030132
- Bakhtyukov A.A., Derkach K.V., Sorokoumov V.N., et al. The effects of separate and combined treatment of male rats with type 2 diabetes with metformin and orthosteric and allosteric agonists of luteinizing hormone receptor on steroidogenesis and spermatogenesis // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 23, N. 1. P. 198. doi: 10.3390/ijms23010198
- van de Lagemaat R., Timmers C.M., Kelder J., et al. Induction of ovulation by a potent, orally active, low molecular weight agonist (Org 43553) of the luteinizing hormone receptor // Hum Reprod. 2009. Vol. 24, N. 3. P. 640–648. doi: 10.1093/humrep/den412
- van de Lagemaat R., Raafs B.C., van Koppen C., et al. Prevention of the onset of ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS) in the rat after ovulation induction with a low molecular weight agonist of the LH receptor compared with hCG and rec-LH // Endocrinology. 2011. Vol. 152, N. 11. P. 4350–4357. doi: 10.1210/en.2011-1077
- Fokina E.A., Derkach K.V., Bakhtyukov A.A., et al. Stimulation of ovulation in immature female rats using orthosteric and allosteric luteinizing hormone receptor agonists // Dokl Biochem Biophys. 2022. Vol. 507, N. 1. P. 345–349. doi: 10.1134/S1607672922340063
- Pedersen T., Peters H. Proposal for a classification of oocytes and follicles in the mouse ovary // J Reprod Fertil. 1968. Vol. 17. N. 3. P. 555–557. doi: 10.1530/jrf.0.0170555
- Hirshfield A.N. Development of follicles in the mammalian ovary // Int Rev Cytol. 1991. Vol. 124, P. 43–101. doi: 10.1016/s0074-7696(08)61524-7
- Schmittgen T.D., Livak K.J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method // Nat Protoc. 2008. Vol. 3, N. 6. P. 1101–1108. doi: 10.1038/nprot.2008.73
- Hsueh A.J., Adashi E.Y., Jones P.B., Welsh T.H. Jr. Hormonal regulation of the differentiation of cultured ovarian granulosa cells // Endocr Rev. 1984, Vol. 5, N. 1. P. 76–127. doi: 10.1210/edrv-5-1-76
- Palermo R. Differential actions of FSH and LH during folliculogenesis // Reprod Biomed Online. 2007. Vol. 15, N. 3. P. 326–337. doi: 10.1016/s1472-6483(10)60347-1
- Conforti A., Vaiarelli A., Cimadomo D., et al. Pharmacogenetics of FSH Action in the Female // Front Endocrinol (Lausanne). 2019. Vol. 10, P. 398. doi: 10.3389/fendo.2019.00398
- Miller W.L., Auchus R.J. The molecular biology, biochemistry, and physiology of human steroidogenesis and its disorders // Endocr Rev. 2011. Vol. 32, N. 1. P. 81–151. doi: 10.1210/er.2010-0013
- Singh P., Krishna A. Effects of GnRH agonist treatment on steroidogenesis and folliculogenesis in the ovary of cyclic mice // J Ovarian Res. 2010. Vol. 3, P. 26. doi: 10.1186/1757-2215-3-26
- Riccetti L., Yvinec R., Klett D., et al. Human luteinizing hormone and chorionic gonadotropin display biased agonism at the LH and LH/CG receptors // Sci Rep. 2017. Vol. 7, N. 1. P. 940. doi: 10.1038/s41598-017-01078-8
- Soares S.R. Etiology of OHSS and use of dopamine agonists // Fertil Steril. 2012. Vol. 97, N. 3. P. 517–522. doi: 10.1016/j.fertnstert.2011.12.046
- Li Y., Fang L., Zhang R., et al. Melatonin stimulates VEGF expression in human granulosa-lutein cells: A potential mechanism for the pathogenesis of ovarian hyperstimulation syndrome // Mol Cell Endocrinol. 2020. Vol. 518, P. 110981. doi: 10.1016/j.mce.2020.110981
- Veldhuis J.D., Liu P.Y., Takahashi P.Y., Keenan D.M. Dynamic testosterone responses to near-physiological LH pulses are determined by the time pattern of prior intravenous LH infusion // Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012. Vol. 303, N. 6. P. E720–E728. doi: 10.1152/ajpendo.00200.2012
