BEBERAPA VARIASI GEN RESEPTOR HORMON REPRODUKSI DAN

IMPLIKASINYA PADA FERTILITAS PRIA

Oleh :Purnomo Soeharso

Departemen Biologi Medik FKUIJakarta

Hormon Reproduksi Pria

Gonadotropin : FSH dan LH diproduksi kelenjar hipofisis glikoprotein, terdiri dari subunit dan subunit bersifat spesifik untuk setiap

hormon glikoprotein

Testosteron :

hormon steroid, diproduksi oleh sel Leydig disintesis dari kholesterol, terutama berasal

dari serum lipoprotein (LDL). laju sintesis diatur/dipengaruhi LH di dalam sel direduksi menjadi 5-

dihidrotestosteron androgen

Interaksi Gonadotropin dengan Sel Target

• Reseptor FSH dan LH adalah protein permukaan (membran sel)

• Interaksi FSH dan LH dengan reseptor mengaktifkan protein G yang meneruskan isyarat ke efektor adenil siklase

• Adenil siklase menterjemahkan isyarat dengan mensintesis “second messenger” cAMP dari ATP

• cAMP mengaktifkan enzim-enzim fosforilase kinase yang secara bertahap mengaktifkan enzim untuk reaksi-reaksi seluler, sebagai manifestasi reaksi sel terhadap hormon

Skema interaksi FSH dengan sel target

Reseptor FSH / LH (FSHR / LHR)

• Protein membran sel terdiri dari domain ekstraseluler pada N terminal, domain transmembran dan domain intraseluler pada C terminal

• Domain ekstraseluler berfungsi sebagai “ligand binding domain” dengan beberapa LRR (“leucine reach repeat”)

• Domain transmembran terdiri dari 7 segmen polipeptida

• Dikode oleh gen pada lokus 2p21 : FSHR 54 kb ; 10 exon 9 intron LHR 70 kb ; 11 exon 10 intron

Model struktur molekul FSHR, terdiri dari 3 domain

Mutasi Gen Reseptor Gonadotropin

Mutasi aktifasi :- LHR dewasa prematur (“precocious puberty”)- FSHR spermatogenesis normal pada hewan yang dihipofisektomi

Mutasi inaktifasi :- LHR Leydig cell hypoplasia (LCH) dengan kariotip normal 46,XY- FSHR - Kegagalan spermatogenesis dengan tingkat bervariasi

- Aspermatogenesis pada mutasi dua alel - “FSH resistant syndrome” pada wanita

Polimorfisme Gen Reseptor Gonadotropin

• Perubahan tingkat nukleotida, menghasilkan variasi alel dan mengekspresikan isoform FSHR / LHR

• Varian alel terdistribusi di dalam populasi dan bersegregasi menurut Hukum Mendel

• Menentukan kapasitas sel target untuk menerima stimulasi hormon, menyebabkan perbedaan ambang respon gonad terhadap FSH / LH pada individu berbeda

Analisa Polimorfisme gen FSHR :

1. Polimorfisme pada domain ekstraseluler posisi 307 : alanin (Ala) disubstitusi threonin (Thre)2. Polimorfisme pada domain intraseluler posisi 680 : Asparagin (Asp) disubstitusi serin (Ser)

Analisa SSCP dan RFLP posisi 307 dan 680 gen FSHR :

- Thre307 terangkai Asn680 , Ala307 terangkai Ser680 pada etnis Kaukasia. - Genotip Asn/Asn, Asn/Ser, Ser/Ser terdistribusi di dalam populasi dengan proporsi menurut keseimbangan Hardy & Wainberg

579 bp

136 bp

443 bp

PCR-RFLP Gen Reseptor FSHR

Asn-Ser Ser-Ser Asn-Asn 

3 genotipe gen FSHR dianalisa dengan SSCP pada exon 10

Interaksi androgen dengan sel target :

Androgen bekerja dengan berikatan pada reseptor androgen di dalam sel target.

Reseptor androgen adalah reseptor intrasel yang bekerja di dalam nukleus.

Kompleks reseptor-androgen mengatur ekspresi gen tertentu di dalam sel target dengan menstimulasi aktifitas transkripsi.

Reseptor Androgen

• Reseptor sitoplasmik terdiri dari domain transaktivasi pada N terminal, domain “DNA binding” dan domain “ligand binding” pada C terminal

• Berfungsi sebagai “transcription factor” inaktif dalam keadaan bebas dan berasosiasi dengan hsp (“heat shock protein”)

• Menjadi aktif bila berikatan dengan ligand dan terpisah dari hsp

• Dikode oleh gen AR pada lokus Xq 11 – 12 terdiri dari 8 exon, 48 kb.

Exon I gen reseptor androgen memiliki daerah pengulangan CAG yang sifatnya polimorfik.

Polimorfisme pengulangan CAG pada gen reseptor androgen menyebabkan variasi poliglutamin yang menyusun domain transaktivasi reseptor androgen aktifitas reseptor dalam mentransduksi sinyalandrogen efektifitas transkripsi gen target.

Polimorfisme pengulangan CAG gen reseptor androgen telah diketahui berasosiasi dengan patogenesis penyakit tertentu.

Beberapa hasil penelitian menyimpulkan adanya hubungan yang inkonsisten antara polimorfisme pengulangan CAG dengan kegagalan spermatogenesis pada etnis tertentu.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

CAG repeat number of the AR gene in oligozoospermic/azoospermic men and normozoospermic men. The CAG repeat fragments of the AR gene were amplified by PCR, electrophoresed in 6% denaturing gel polyacrylamide and stained with silver nitrate. Differences of the CAG repeat number among samples were shown. Slot 1 to 20 were sample with 21, 25, 22, 25, 25, 28, 22, 22, 25, 29, 30, 22, 25, 25, 19, 28, 25, 23, 23, 31 CAG repeats respectively

0

5

10

15

20

25

30

35

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

N um b er o f C A G repea t

case

pro

port

ion

(%)

norm ozoosperm iao ligo /azoospe rm ia

Figure 2. Distribution of CAG repeat number in oligozoospermic/azoospermic men

and normozoospermic men

Pada pria Indonesia :

1. Jumlah pengulangan CAG gen reseptor androgen pada pria oligozoospermia/azoospermia berbeda (lebih besar) dari pria normozoospermia.

2. Jumlah pengulangan CAG gen reseptor androgen tidak berkorelasi dengan konsentrasi spermato- zoa baik pada pria oligozoospermia maupun pria normozoospermia.

Kesimpulan :

- Efektifitas stimulasi hormon pada sel target ditentukan oleh interaksi hormon dengan reseptor spesifiknya.

- Polimorfisme atau perubahan (mutasi) gen reseptor gonadotropin dan androgen dapat berimplikasi pada gangguan spermatogenesis menurunkan fertilitas pria.

TERIMA KASIH