ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼとグルコース-6-ホスファターゼは、精巣包液細胞のステロイド酸化に必要です

環状AMP（cAMP）は、ステロイド酸化酵素遺伝子発現を誘導し、ライディッヒ細胞のテストステロン産生を刺激します。ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）はLeydig細胞で発現していますが、その役割は定義されていません。この研究では、マウスleydig細胞のcAMP治療後、PEPCKおよびグルコース-6-ホスファターゼ（GLC-6-Pase）が有意に増加することがわかりました。さらに、cAMP治療により、cAMP応答要素結合転写因子の動員が増加し、PEPCKプロモーター上のCorePressor DAX-1の動員が減少しました。さらに、cAMPは、ホスホ-AMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）の減少と相関するATPの増加を引き起こしました。対照的に、PEPCKのノックダウンまたは阻害はATPを減少させ、リンポアプクを増加させました。AMPK活性化因子による治療またはAMPKの構成的活性型の過剰発現は、cAMP誘発性ステロイド酸化酵素プロモーター活性と遺伝子発現を阻害しました。肝臓受容体ホモログ-1（LRH-1）は、cAMP誘発性ステロイド酵素遺伝子発現に関与していましたが、ライディグ細胞のAMPK活性化により阻害されました。さらに、PEPCKおよびGLC-6-PASEの阻害またはノックダウンにより、ステロイド酸化酵素遺伝子の発現とステロイド酸化のcAMP媒介誘導が減少しました。最後に、思春期のマウス（8週齢）の精巣とヒト絨毛性ゴナドトロピン誘発前のマウス精巣は、PEPCKおよびGLC-6-Pase遺伝子発現の増加を示しました。まとめると、これらの結果は、CAMPによるPEPCKおよびGLC-6-Paseの誘導が、ライディグ細胞ステロイド形成において重要な役割を果たすことを示唆しています。

Cyclic AMP (cAMP) induces steroidogenic enzyme gene expression and stimulates testosterone production in Leydig cells. Phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) is expressed in Leydig cells, but its role has not been defined. In this study, we found that PEPCK and glucose-6-phosphatase (Glc-6-Pase) are increased significantly following cAMP treatment of mouse Leydig cells. Moreover, cAMP treatment increased recruitment of the cAMP-response element-binding transcription factor and decreased recruitment of the corepressor DAX-1 on the pepck promoter. Furthermore, cAMP induced an increase in ATP that correlated with a decrease in phospho-AMP-activated protein kinase (AMPK). In contrast, knockdown or inhibition of PEPCK decreased ATP and increased phospho-AMPK. Treatment with an AMPK activator or overexpression of the constitutively active form of AMPK inhibited cAMP-induced steroidogenic enzyme promoter activities and gene expression. Liver receptor homolog-1 (LRH-1) was involved in cAMP-induced steroidogenic enzyme gene expression but was inhibited by AMPK activation in Leydig cells. Additionally, inhibition or knockdown of PEPCK and Glc-6-Pase decreased cAMP-mediated induction of steroidogenic enzyme gene expression and steroidogenesis. Finally, pubertal mouse (8-week-old) testes and human chorionic gonadotropin-induced prepubertal mouse testes showed increased PEPCK and Glc-6-Pase gene expression. Taken together, these results suggest that induction of PEPCK and Glc-6-Pase by cAMP plays an important role in Leydig cell steroidogenesis.