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MC4R属于G蛋白耦联受体超家族(GPCRs)成员之一,大量存在于动物中枢神经系统的各个区域中,包括大脑皮质、丘脑、下丘脑、脑干和脊索。有研究表明,MC4R参与调节哺乳动物的生殖功能;在鱼类中,MC4R主要在脑、垂体和性腺中表达,且mc4r基因拷贝显性负突变可导致较大规格的雄性剑尾鱼推迟性成熟,暗示MC4R可能同样参与了鱼类的生殖调控,因此,开展鱼类MC4R的生殖内分泌功能研究,对于深入了解鱼类生殖调控机理具有重要意义。本文以金钱鱼为研究对象,利用同源克隆法,获得金钱鱼mc4r(Scatophagus argus mc4r,SAmc4r)的编码区序列,通过半定量PCR(RT-PCR)检测mc4r的组织分布;利用放射免疫分析法测定MC4R与其广谱性激动剂(NDP-MSH和a-MSH)及特异性激动剂(THIQ)的结合率以及cAMP的生成能力;实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法检测了广谱性激动剂NDP-MSH、广谱性拮抗剂SHU9119、特异性激动剂THIQ和特异性拮抗剂Ipsen5i对金钱鱼mc4r及生殖相关基因的表达影响。主要结果如下:1.金钱鱼mc4r基因的克隆及组织分布金钱鱼mc4r基因的编码区序列为984bp,编码327个氨基酸残基;氨基酸序列分析表明,金钱鱼MC4R均含有G蛋白耦联受体典型的功能域,属于视紫红质家族成员;在进化关系上与同为鲈形目的大黄鱼和深裂眶锯雀鲷亲缘关系较近。组织分布结果显示:MC4R具有广泛的组织分布,具有雌雄间差异,主要分布在脑、垂体与性腺。2.金钱鱼MC4R的高敏感性配体的筛选广谱性及特异性激动剂(NDP-MSH、a-MSH和THIQ)均可与金钱鱼MC4R竞争结合,其结合率大小为:NDP-MSH>a-MSH>THIQ;cAMP生成能力大小为:a-MSH>NDP-MSH>THIQ。3.MC4R激动剂对金钱鱼mc4r及生殖相关基因表达的影响以广谱性激动剂NDP-MSH和特异性激动剂THIQ离体孵育金钱鱼下丘脑与垂体,孵育3h二者均可显著促进下丘脑中sbGnRH与垂体中fsh、lh mRNA表达,孵育6h时sbGnRH及lh mRNA表达仍高于对照组,但fsh恢复正常;在体实验表明,腹腔注射THIQ 12h及24h均显著刺激下丘脑中mc4r、sbGnRH与垂体中fsh和lh mRNA的表达。4.MC4R拮抗剂对金钱鱼mc4r及生殖相关基因表达的影响以广谱性拮抗剂SHU9119和特异性拮抗剂Ipsen5i离体孵育金钱鱼下丘脑与垂体,孵育3h二者均可显著抑制下丘脑中sbGnRH与垂体中fsh、lh mRNA的表达,孵育6h时SHU9119组恢复正常,但Ipsen5i组sbGnRH、lh mRNA仍显著低于对照组;腹腔注射Ipsen5i 12h,可显著抑制金钱鱼下丘脑中mc4r、sbGnRH与垂体中fsh、lh mRNA表达,24h下丘脑中mc4r和sbGnRH mRNA表达仍低于对照组,但垂体中fsh、lh mRNA恢复正常;综上所述:金钱鱼MC4R参与其生殖调控,主要通过2种途径。其一,MC4R作用于下丘脑中GnRH神经元,调节sbGnRH的合成与分泌,进而作用于脑垂体,调节LH的合成与分泌;其二,MC4R直接作用于脑垂体,调节LH的合成与分泌。