11-Deoxycorticosterone Is a Potent Agonist of the Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) Mineralocorticoid Receptor

Abstract

The teleost fish are thought to lack the mineralocorticoid hormone aldosterone but possess mineralocorticoid receptor (MR) homologs. Here we describe the characterization of two rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) MRs, called rtMRa and rtMRb. The open reading frame of rtMRa cDNA encoded a protein of 1041 amino acids. The rtMRb predicted protein sequence is similar, differing in only 10 amino acids in the nonconserved A/B domain and lacking a three-amino acid insertion between the two zinc fingers of the C domain. Expression of rtMR mRNA (sum of both forms), measured in juvenile trout by real-time RT-PCR, shows that the transcripts are ubiquitous. Expression was significantly higher in brain than the other tissues studied (eye, trunk kidney, head kidney, gut, gills, liver, spleen, ovary, heart, white muscle, skin). Hormonal stimulation of receptor transactivation activity was studied in COS-7 cells transiently cotransfected with receptor cDNA and a mouse mammary tumor virus-luciferase reporter. The mineralocorticoids 11-deoxycorticosterone and aldosterone were more potent enhancers of rtMRa transcriptional activity (EC50 = 1.6 +/- 0.5 x 10(-10) and 1.1 +/- 0.4 x 10(-10) M, respectively) than the glucocorticoids cortisol and 11-deoxycortisol (EC50 = 1.1 +/- 0.3 x 10(-9) and 3.7 +/- 1.9 x 10(-9) M, respectively). A similar response was observed in transactivation assays with rtMRb. These results are discussed in the view of reported circulating levels of corticosteroids in trout.

The tubulogenic effect of aldosterone is attributed to intact binding and intracellular response of the mineralocorticoid receptor

“…Despite this clear result, the response of MR-activation in embryonic renal tissue differed from the known physiological effects on MR in the adult kidney. For example, 11-deoxycorticosterone did not show any tubulogenic effects, although the molecule was described to be as potent as aldosterone [34]. Corticosterone was shown to be an MR agonist, albeit about 100 times less potent than aldosterone [35].…”

Some Aspects of Steroid Regulation in Teleosts

“…Кроме того, у рыб отсутствует альдостерон [Bern, 1967;Gilmour, 2005], явля-ющийся основным минералокортикоидом че-ловека и, по-видимому, других млекопитающих [Müller, 1995;. Вместо аль-достерона минералокортикоидное действие у рыб осуществляется главным образом кор-тизолом через глюкокортикоидные рецепторы (GR) [Mommsen et al, 1999;Takahashi, Sakamoto, 2013], а роль 11-де-зоксикортикостерона (ДОК) как минералокор-тикоида, которую предполагали в некоторых работах [Gilmour, 2005;Sturm et al, 2005;Bernier et al, 2009], представляет-ся сомнительной Takahashi, Sakamoto, 2013;Tokarz et al, 2015].…”

“…У млекопитающих альдостерон сти-мулирует реабсорбцию ионов натрия и хлора в почечных канальцах, что способствует удер-жанию воды в организме, кроме того, этот гормон активирует секрецию ионов калия, водорода и аммония, воздействуя на минера-локортикоидный рецептор (MR) [Cooke et al, 1988;Tokarz et al, 2015]. Рецепторы MR были обнаружены у костистых рыб, но у них они ак-тивируются кортизолом [Sturm et al, 2005;Bernier et al, 2009;. У костистых рыб альдостерон до сих пор не был обнаружен и, по-видимому, у них отсутствует [Bern, 1967;Gilmour, 2005]; не удалось обнаружить и фер-мент, синтезирующий этот гормон [Jiang et al, 1998;Baker, 2003;Gilmour, 2005;Bridgham, 2006;.…”

“…Исследования кортикостероидов у рыб показали, что у этих животных глюкокортикоид кортизол обладает как глюко-, так и минералокортикоидной активностью [Bern, Madsen, 1992;Sturm et al, 2005]. Так, этот гормон является ключевым фактором адаптации к морской воде [Pickford et al, 1970;Foskett et al, 1983] и регулирует работу хлоридных клеток (ионоцитов) при адаптации к пресной воде [Flik, Perry, 1989;Laurent, Perry, 1990].…”

“…Специфи-ческую адаптацию в этих случаях обеспечи-вают другие гормоны, а именно гормон роста и пролактин, эффекты которых антагонистичны . Примерно в это время на-чинается цикл работ, пытающихся обосновать, что физиологическим лигандом MR у костис-тых рыб может являться 11-дезоксикортико-стерон (ДОК) [Gilmour, 2005;Sturm et al, 2005;Bernier et al, 2009]. Однако эксперименты in vivo по-казали, что как ДОК, так и MR в осморегуляции рыб играют минимальную роль Takahashi, Sakamoto, 2013].…”