论文部分内容阅读
黑素皮质素受体3(Mc3r)和黑素皮质素受体4(Mc4r)属于G蛋白偶联受体家族(GPCRs)中的视紫红质家族,具有7个跨膜结构域,在中枢神经系统中高表达,在能量稳态的调节中发挥重要的作用。黑素皮质素受体辅助蛋白(Mrap2)同样在中枢神经系统中高表达,可通过调控Mc3r、Mc4r的信号通路发挥其在能量稳态调节中的作用。翘嘴红鲌(Culter alburnus)是我国重要的一种淡水经济鱼,具有味道极佳、生长速度快、氨基酸含量高和养殖性能强等优点,广泛分布于我国的大河、水库和湖泊等地。本论文克隆了翘嘴红鲌mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因的c DNA全长序列,并分析了pomc、mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因在翘嘴红鲌不同胚胎发育时期、不同体重中的差异表达以及禁食对其表达的影响,还分别探究了翘嘴红鲌Mrap2对Mc3r、Mc4r表达的调控。本研究的主要结果如下:1.通过PCR和RACE技术获得了翘嘴红鲌mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因的c DNA全长序列。翘嘴红鲌mc3r基因的c DNA全长为1487bp,其中5’非编码区序列为280bp,3’非编码区序列为223bp,开放阅读框序列为984bp,共编码327个氨基酸;mc4r基因的c DNA全长为1280bp,其中5’非编码区序列为84bp,3’非编码区序列为215bp,开放阅读框序列为981bp,共编码326个氨基酸;mrap2a基因的c DNA全长为1719bp,其中5’非编码区序列为334bp,3’非编码区序列为731bp,开放阅读框序列为654bp,共编码217个氨基酸;mrap2b基因的c DNA全长为1001bp,其中5’非编码区序列为160bp,3’非编码区序列为247bp,开放阅读框为594bp,共编码197个氨基酸。分析结果表明,Mc3r和Mc4r均具有7个疏水性跨膜结构域,而Mrap2a和Mrap2b仅具有一个跨膜结构域。2.通过实时荧光定量PCR方法,检测了mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因在雌、雄翘嘴红鲌不同组织中的差异表达。结果显示mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因在雌、雄翘嘴红鲌的中枢神经系统中高表达,尤其在下丘脑中的表达显著偏高,但在外周组织中的表达有所差异。翘嘴红鲌mc3r和mc4r基因在雌鱼外周组织中的表达普遍偏低,但在雄鱼的性腺、肝脏和头肾中皆检测到高表达。翘嘴红鲌mrap2a在雌鱼的鳃组织中检测到较高表达,但在翘嘴红鲌雌雄的其它外周组织中表达均较低,mrap2b在雌雄的性腺中均具有较高表达。由此可见mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b在中枢神经系统中的高表达,可协同调控翘嘴红鲌代谢过程中的能量稳态。而在一些外周组织中的高表达,表明mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b除调控能量稳态之外,可能还具有调控生殖发育和免疫反应等其它功能。3.通过实时荧光定量PCR方法,检测了pomc、mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因在翘嘴红鲌不同胚胎发育时期和不同体重中的差异表达。胚胎发育1-5天的结果显示除mc3r外,其它4个基因表达量的总体趋势都随着胚胎发育而上升。在翘嘴红鲌的不同体重中,除mrap2b基因外,其它4个基因表达量的总体趋势下降,但mrap2b基因在50±3.25 g-500±30.56 g之间的表达量也是下降的。由此可见,mrap2a和mrap2b基因可能在调节胚胎发育时期的Mc3r/Mc4r信号通路中发挥更重要的作用;而在不同体重的翘嘴红鲌的调控中,pomc、mc3r、mc4r的低表达可能起主要的调控作用。4.通过实时荧光定量PCR方法,检测了翘嘴红鲌pomc、mc3r、mc4r、mrap2a和mrap2b基因在饥饿状态下的表达。结果显示在短期饥饿中,翘嘴红鲌pomc、mc3r、mc4r、mrap2a以及mrap2b在脑中的表达都呈上升趋势,而在长期饥饿中,pomc、mc3r、mc4r、mrap2a以及mrap2b在脑中的表达却呈现总体下降趋势。由此我们猜测,在短期饥饿中mrap2a和mrap2b基因可能在Mc3r/Mc4r信号通路的调控中发挥更重要的作用以平衡饥饿导致的能量变化,而长期饥饿中pomc、mc3r、mc4r基因的低表达可能在Mc3r/Mc4r信号通路的调控中发挥主要的作用来调节能量稳态。5.通过流式细胞术方法,检测了翘嘴红鲌Mrap2对Mc3r、Mc4r表达的调控。结果显示,翘嘴红鲌Mrap2a可以显著降低Mc3r的细胞表面表达水平,但对Mc3r的总表达水平无显著影响;Mrap2b对Mc3r的细胞表面表达水平和总表达水平均无显著影响。翘嘴红鲌Mrap2a可使Mc4r的细胞表面表达水平以及总表达水平升高,但各组间无显著差异;Mrap2b同样可使Mc4r的细胞表面表达水平以及总表达水平升高,而且与1:0组相比,Mrap2b在1:3组中显著增加Mc4r的细胞表面表达水平以及总表达水平。由此可见,翘嘴红鲌Mrap2对Mc3r、Mc4r的表达调控有所不同。综上,上述研究结果将有助于我们进一步揭示Mrap2与Mc3r、Mc4r之间的相互关系,为进一步探究Mc3r和Mc4r在翘嘴红鲌中的能量稳态调节机制奠定基础。翘嘴红鲌作为鲂鲌(团头鲂♀×翘嘴红鲌♂)、鲌鲂(翘嘴红鲌♀×团头鲂♂)杂交品系(本实验室已成功培育)的亲本,对翘嘴红鲌mc3r、mc4r、mrap2a以及mrap2b基因的基础研究为后续开展鲂鲌、鲌鲂杂交品系的相关研究提供了理论基础。