Estradiol và Sự Phát Triển của Não Bộ

Physiological Reviews - Tập 88 Số 1 - Trang 91-134 - 2008
Margaret M. McCarthy1
1Department of Physiology, University of Maryland, Baltimore School of Medicine, Baltimore, Maryland 21201, USA.

Tóm tắt

Estradiol là loại hormon steroid mạnh mẽ và phổ biến nhất thuộc nhóm estrogen. Thai nhi và trẻ sơ sinh có thể tiếp xúc với estradiol từ người mẹ, từ tuyến sinh dục của chính mình và từ sự tổng hợp tại vùng não của chúng. Các thụ thể estradiol là các yếu tố phiên mã nhân tế bào điều tiết biểu hiện gen và cũng có tác dụng tại màng tế bào, bao gồm kích hoạt các con đường truyền tín hiệu. Bộ não đang phát triển biểu hiện mức độ cao các thụ thể estradiol. Tác động của estradiol lên não bộ đang phát triển thường mang tính chất vĩnh viễn, từ việc thiết lập sự khác biệt giới tính đến các hiệu ứng dưỡng chất và bảo vệ thần kinh lan rộng. Các điểm đích tế bào mà estradiol điều hòa bao gồm: 1) quá trình apoptosis, với estradiol ngăn chặn ở một số vùng nhưng thúc đẩy ở những vùng khác; 2) synaptogenesis, giống như vậy, estradiol thúc đẩy ở một số vùng và ức chế ở các vùng khác; và 3) hình thái học của các neuron và tế bào hình sao. Estradiol cũng ảnh hưởng đến sinh lý tế bào bằng cách điều hòa việc xử lý canxi, biểu hiện gen ngay lập tức và hoạt động của kinaza. Các cơ chế cụ thể của tác động estradiol gây ảnh hưởng vĩnh viễn lên não bộ là đặc thù theo vùng và thường liên quan đến sự tương tác giữa neuron và tế bào glia. Việc giới thiệu các hợp chất gây rối loạn nội tiết vào môi trường, chúng bắt chước hoặc điều chỉnh tác động của estradiol đã gây ra mối lo ngại đáng kể, và não bộ đang phát triển là mục tiêu đặc biệt nhạy cảm. Prostaglandin, glutamate, GABA, granulin và kinaza bám dính tiêu cự nằm trong số các phân tử tín hiệu được estradiol tận dụng để phân biệt não bộ nam và nữ, nhưng vẫn còn nhiều điều cần tìm hiểu. Chỉ khi hiểu rõ toàn bộ các cơ chế và tác động của estradiol lên não bộ đang phát triển chúng ta mới có thể hiểu rõ khi nào những quá trình này đi sai hướng.

Từ khóa

#Estradiol #não bộ #phát triển #estrogen #thụ thể #apoptosis #synaptogenesis #neuron #glia #điều hòa gen.

Tài liệu tham khảo

10.1523/JNEUROSCI.23-13-05771.2003

10.1210/en.2003-1676

10.1210/en.2003-1363

10.1523/JNEUROSCI.22-19-08586.2002

10.1038/nn1254

10.1046/j.1365-2826.2002.00858.x

10.1016/0006-8993(86)91098-X

10.1111/j.1471-4159.1991.tb02119.x

10.1016/0018-506X(85)90042-X

10.1016/j.tem.2003.11.001

10.1016/S0006-8993(00)03151-6

10.1210/endo.143.8.8975

10.1073/pnas.131016298

Auger AP, Tetel MJ, McCarthy MM.Steroid receptor coactivator-1 (SRC-1) mediates the development of sex-specific brain morphology and behavior.Proc Natl Acad Sci USA97: 7551–7555, 2002.

10.1038/nn1624

10.1006/hbeh.2002.1805

10.1196/annals.1286.024

10.1016/S0306-4522(96)00423-X

10.1016/j.tins.2006.03.004

10.1016/S0166-2236(97)01221-6

10.1016/j.neuroscience.2005.06.016

Barna B, Kuhnt U, Siklos L.Chloride distribution in the CA1 region of newborn and adult hippocampus by light microscopic histochemistry.Histochem Cell Biol115: 105–116, 2001.

10.1126/science.1115455

10.1210/endo-68-1-62

10.1210/endo-68-1-68

10.1016/0149-7634(79)90013-7

Beach FA.Hormones and Behavior. New York: Hoeber, 1948.

10.1093/humupd/6.3.225

10.1016/S0896-6273(00)80510-3

10.1007/BF00645057

10.1046/j.1471-4159.2003.02042.x

10.1038/34651

10.1210/endo.131.3.1380440

10.1210/endo.131.1.1612006

10.1210/en.2005-0834

10.1002/(SICI)1097-4695(20000215)42:3<315::AID-NEU3>3.0.CO;2-0

10.1095/biolreprod49.4.647

10.1210/endo-103-2-501

10.1111/j.1460-9568.2004.03485.x

10.1002/(SICI)1097-4695(199707)33:1<61::AID-NEU6>3.0.CO;2-B

10.1523/JNEUROSCI.20-04-01589.2000

10.1002/jnr.1238

10.1046/j.1460-9568.2000.00120.x

Camu F, Shi L, Vanlersberghe C.The role of COX-2 inhibitors in pain modulation.Drugs63 Suppl 1: 1–7, 2003.

10.1016/j.jsbmb.2004.12.007

10.1093/schbul/21.1.1

10.1523/JNEUROSCI.15-06-04641.1995

10.1002/neu.480230915

10.1016/j.neubiorev.2004.11.004

10.1016/0031-9384(93)90025-B

10.1016/0006-8993(96)00763-9

10.1016/j.brainres.2006.07.098

10.1002/cne.20826

De Jonge FH, Louwerse AL, Ooms MP, Evers P, Endert E, van de Poll NE.Lesions of the SDN-POA inhibit sexual behavior of male Wistar rats.Brain Res Bull23: 91–96, 1989.

10.1111/j.1749-6632.1994.tb55789.x

10.1210/mend.16.7.0880

Delpire E.Cation-chloride cotransporters in neuronal communication.News Physiol Sci15: 309–312, 2000.

10.1016/0165-3806(95)00029-D

10.1016/S0079-6123(08)64430-1

DonCarlos LL.Developmental profile and regulation of estrogen receptor (ER) mRNA expression in the preoptic area of prenatal rats.Dev Brain Res20: 224–233, 1996.

10.1016/0165-3806(94)90133-3

10.1210/en.2005-1282

10.1016/0018-506X(89)90040-8

10.1523/JNEUROSCI.1638-04.2004

10.1095/biolreprod45.4.649

10.1016/S0892-0362(01)00196-9

10.1016/j.neuroscience.2005.07.006

10.1159/000047094

10.1002/glia.440110203

10.1016/j.brainres.2005.11.028

10.1016/S0306-4530(03)00055-6

10.1016/j.bbrc.2006.05.191

10.1097/00001756-199611040-00013

Galanopoulou AS.GABA receptors as broadcasters of sexually differentiating signals in the brain.Epilepsia46 Suppl 5: 107–112, 2005.

10.1016/0306-4530(94)90031-0

10.1159/000097485

10.1210/endo-111-2-522

Gerlach JL, McEwen BS, Toran-Allerand CD, Friedman WJ.Perinatal development of estrogen receptors in mouse brain assessed by radioautography, nuclear isolation and receptor assay.Brain Res313: 7–18, 1983.

Giovannini MG, Scali C, Prosperi C, Bellucci A, Pepeu G, Casamenti F.Experimental brain inflammation and neurodegeneration as model of Alzheimer's disease: protective effects of selective COX-2 inhibitors.Int J Immunopathol Pharmacol16: 31–40, 2003.

10.1016/j.maturitas.2006.06.003

10.1016/S0166-2236(98)01358-7

10.1385/NMM:2:1:61

10.1210/endo.140.2.6500

10.1016/0006-8993(91)90680-T

10.1002/jcp.1041000218

10.1210/endo-102-6-1716

10.1002/(SICI)1098-2302(199907)35:1<61::AID-DEV8>3.0.CO;2-M

10.1016/S0303-7207(01)00618-9

10.1126/science.1110345

10.1210/en.2005-1258

10.1016/j.devbrainres.2005.07.007

10.1016/j.devbrainres.2004.03.006

10.1111/j.1460-9568.2006.05189.x

10.1016/S0306-4522(02)00930-2

10.2174/0929867003374282

Hojo Y, Hattori T, Enami TAF.Adult male rat hippocampus synthesizes estradiol from pregnenolone by cytochrome P45017 alpha and P450 aromatase localized in neurons.Proc Natl Acad Sci USA101: 865–870, 2003.

10.1038/84001

10.1016/0031-9384(94)90298-4

Hull EM, Lorrain DS, Du J, Matuszewich L, Bitran D, Nishita JK, Scaletta LL.Organizational and activational effects of dopamine on male sexual behavior. In:Males, Females and Behavior: Toward Biological Understanding, edited by Ellis L, Ebertz L. Greenwood Press, 1998, p. 79–96.

10.1126/science.1653450

Hutchinson TH, Pickford DB.Ecological risk assessment and testing for endocrine disruption in the aquatic environment.Toxicology181–182: 383–387, 2002.

10.1210/en.2002-0073

10.1523/JNEUROSCI.21-15-05652.2001

10.1007/s004410000199

10.1002/cne.901960313

10.1210/endo-114-4-1287

10.1097/00005053-198705000-00011

10.1210/endo.142.8.8327

10.1210/er.2004-0027

10.1038/351117a0

10.1073/pnas.0500752102

10.1210/endo.135.4.7925130

10.1113/jphysiol.1995.sp020882

10.1016/0165-0173(96)00002-1

10.1016/0165-3806(96)00100-9

10.1038/nn1329

10.1097/00004583-199101000-00005

10.1016/j.neures.2004.06.010

10.1016/0006-8993(79)90093-3

10.1210/en.2004-0730

10.1006/mcne.1994.1083

10.1385/ENDO:28:3:271

10.1523/JNEUROSCI.1443-06.2006

10.1210/en.2003-1259

10.1159/000124445

Matsumoto A, Arai Y.Sexual dimorphism in “wiring pattern” in the hypothalamic arcuate nucleus and its modification by neonatal hormonal environment.Brain Res19: 238–242, 1980.

10.1016/S0166-2236(02)02182-3

10.1159/000111246

10.1016/j.yfrne.2005.06.001

McCarthy MM, Perrot-Sinal TS, Auger AP, Sickel MJ.Excitatory GABA as a Mediator of Steroid-Induced Brain Sexual Differentiation, edited by Handa RJ, Terasawa E, Hayashi S, Kawata M. Boca Raton, FL: CRC, 2000, p. 323–345.

10.1210/endo.133.2.8344188

10.1073/pnas.121146898

10.1016/0018-506X(77)90060-5

Meisel RL, Sachs BD.The physiology of male sexual behavior. In:Physiology of Reproduction, edited by Knobil E, Neill JD. New York: Raven, 1994, p. 3–106.

10.1016/0006-8993(93)91332-M

10.1210/en.2006-0774

10.1159/000124874

10.1093/cercor/2.1.1

10.1210/en.2002-220698

10.1523/JNEUROSCI.19-04-01464.1999

10.1006/hbeh.1996.0058

10.1016/S0165-3806(02)00541-2

10.1002/(SICI)1097-4695(19990915)40:4<602::AID-NEU14>3.0.CO;2-O

10.1046/j.0007-1331.2001.00760.x

Naftolin F, Ryan KJ, Davies IJ, Reddy VV, Flores F, Petro Z, Kuhn M, White RJ, Takaoka Y, Wolin L.The formation of estrogens by central neuroendocrine tissues.Recent Prog Horm Res31: 295–319, 1975.

10.1289/ehp.93101208

10.1016/0306-4522(93)90232-5

10.1176/ajp.154.12.1648

10.1016/0092-8674(84)90030-8

10.1016/S0014-4886(03)00053-0

10.1016/S0014-4886(03)00051-7

10.1111/j.1460-9568.2005.04175.x

10.1016/j.neuroscience.2004.08.006

10.1210/en.2002-220840

10.1016/S0006-8993(99)01081-1

10.1073/pnas.250473597

10.1073/pnas.94.4.1476

10.1111/j.1365-2826.2005.01302.x

10.1002/(SICI)1097-4695(199607)30:3<315::AID-NEU1>3.0.CO;2-7

10.1096/fj.04-1959fje

10.1016/j.ntt.2005.11.004

10.1111/j.1365-2826.2007.01535.x

10.1016/j.tins.2006.05.010

10.1210/endo-65-3-369

10.1016/0022-4731(79)90124-9

10.1152/ajpcell.1997.272.1.C173

10.1002/(SICI)1097-4695(19971120)33:6<781::AID-NEU6>3.0.CO;2-5

10.1016/j.neuroscience.2003.09.034

10.1002/cne.10841

10.1016/0165-3806(91)90131-2

10.1002/hipo.10075

Prossnitz ER, Arterburn JB, Sklar LA.GPR30: a G protein-coupled receptor for estrogen.Mol Cell Endocrinol.In press.

10.1210/en.2002-211438

Razandi M, Pedram A, Greene GL, Levin ER.Cell membrane and nuclear estrogen receptors (ERs) originate from a single transcript: studies of ERα and ERβ expressed in chinese hamster ovary cells.Mol Endocrinol13: 307–319, 1999.

10.1016/0006-8993(80)91129-4

10.1038/nn1330

10.1126/science.1106943

10.1002/neu.480210511

10.1210/endo-114-5-1754

10.1038/nn1317

10.1016/j.tig.2005.03.005

10.1006/hbeh.1997.1390

Robel P, Baulieu EE.Neurosteroids: biosynthesis and function.Crit Rev Neurobiol9: 383–394, 1995.

10.1038/nn1762

10.1016/0960-0760(93)90254-T

10.1002/cne.20451

10.1002/(SICI)1097-4695(19991105)41:2<221::AID-NEU5>3.0.CO;2-A

10.1073/pnas.89.16.7650

Schumacher M, Weill-Engerer S, Liere P, Robert F, Franklin RJM.Steroid hormones and neurosteroids in normal and pathological aging of the nervous system.Prog Neurobiol3: 1–29, 2003.

10.1046/j.1471-4159.2001.00274.x

10.1210/endo-126-2-1112

Sickel MJ, McCarthy MM.Calbindin D28-K immunoreactivity is a marker for a subdivision of the sexual dimorphic nucleus of the preoptic area in the rat: developmental profile and gonadal steroid modulation.J Neurobiol12: 397–402, 2000.

10.1016/0006-8993(85)90777-2

10.1073/pnas.94.25.14077

10.1523/JNEUROSCI.19-07-02455.1999

10.1523/JNEUROSCI.19-04-01179.1999

10.1210/er.2003-0023

Speert DB, Konkle ATM, Zup SL, Schwarz JA, Shiroor C, Taylor M.Focal adhesion kinase and paxillin: novel regulators of brain sexual differentiation?Endocrinology.In press.

Stefan M, Murray R.Schizophrenia: developmental disturbance of brain and mind?Acta Paediatr Suppl422: 112–116, 1997.

10.1002/cne.10983

10.1016/0169-328X(95)00140-N

10.1016/S0169-328X(99)00236-3

10.1016/S0031-9384(99)00241-3

10.1006/mgme.2001.3274

10.1016/S0304-3940(00)01699-2

10.1210/en.2004-1064

10.1111/j.1651-2227.1995.tb13794.x

10.1016/j.yhbeh.2005.07.011

10.1002/dneu.20337

10.1038/286733a0

10.1196/annals.1347.009

10.1210/en.2003-1462

10.1016/0304-3940(87)90212-6

10.1016/0006-8993(76)91038-6

10.1016/0006-8993(80)90101-8

10.1523/JNEUROSCI.22-19-08391.2002

Toran-Allerand CD, Hashimoto K, Greenough WT, Saltarelli M.Sex steroids and the development of the newborn mouse hypothalamus and preoptic area in vitro. III. Effects of estrogen on dendritic differentiation.Brain Res283: 97–101, 1983.

10.1006/frne.1999.0177

10.1210/en.2004-1616

10.1192/bjp.142.4.373

10.1083/jcb.115.1.201

10.1083/jcb.145.4.851

10.1210/endo.138.7.5244

10.1677/joe.0.0740375

Wagner C, Morrell JI.Distribution and steroid hormone regulation of aromatase MRNA expression in the forebrain of adult male and female rats: a cellular-level analysis using in situ hybridization.J Comp Neurology370: 71–84, 1995.

Wagner C, Morrell JI.Neuroanatomical distribution of aromatase MRNA in the rat brain: indications of regional regulation.J Steroid Biochem Mol Biol61: 3–6, 1997.

10.1016/j.yfrne.2006.07.003

10.1002/neu.1025

10.1210/en.2003-1219

10.1016/j.yfrne.2005.02.001

Wallen K, Baum MJ.Masculinization and defeminization in altricial and precocial mammals: comparative aspects of steroid hormone action. In:Hormones Brain and Behavior, edited by Pfaff D. London, UK: Academic, 2002, p. 385–424.

10.1073/pnas.242735799

10.1016/j.steroids.2005.09.001

10.1074/jbc.M208501200

10.1210/endo-106-1-306

10.1037/h0041247

10.1016/0018-506X(81)90022-2

10.1385/ENDO:26:2:161

10.1016/j.neuron.2006.07.023

Wizemann TM, Pardu ML.Exploring the Biological Contributions to Human Health. Does Sex Matter?Washington, DC: National Academy of Sciences, 2001.

10.1146/annurev.pharmtox.47.120505.105219

10.1523/JNEUROSCI.12-07-02549.1992

10.1016/j.neuroscience.2004.12.027

10.1002/(SICI)1096-9861(19971208)389:1<81::AID-CNE6>3.0.CO;2-A

10.1073/pnas.0507440102

10.1210/endo.140.2.6528

Thông tin
Thông tin xuất bản

Physiological Reviews

Tập 88 Số 1

91-134

Thông tin tác giả