胰岛素样生长因子（IGFs）系统是脊椎动物生长和发育所必需的，而IGFBP-1是该系统中的重要成员，不仅与动物机体的生长发育密切相关，还对氧气浓度影响敏感，是低氧诱导因子-1（HIF-1）调节的重要靶基因。在低氧胁迫下，HIF-1通过诱导IGFBP-1的表达而使机体细胞适应低氧环境。牙鲆是我国重要的经济海水增养殖鱼类，也是鲽形目鱼类中有关变态研究相对集中的种类，本课题组已构建了IGF-1及其受体在牙鲆发育变态中的表达谱，分析了IGFs系统在牙鲆发育和仔鱼变态中的潜在作用，但IGFBP-1对牙鲆生长发育的调节以及IGFBP-1和HIF-1参与的低氧调控机制至今未见报道。因此，本实验克隆了牙鲆IGFBP-1和HIF-1α基因的cDNA序列，检测了二者在牙鲆不同发育时期、不同组织的基因表达，并分析了在低氧胁迫下，IGFBP-1和HIF-1α基因的表达变动规律及与氧代谢相关的几种酶类活性的变化，为进一步研究IGF系统在牙鲆生长发育中的作用，以及阐述HIF-1α调节的IGFBP-1基因表达对牙鲆适应低氧的分子机制奠定基础。其主要研究结果如下：本实验利用RACE技术，从牙鲆的肝脏组织中克隆得到IGFBP-1、HIF-1α基因的cDNA序列。其中IGFBP-1cDNA全长为1070bp，包含一段69bp的5’非翻译区（UTR）和一段272bp的3’非翻译区，开放阅读框为729bp，编码242个氨基酸，对其同源性分析发现，与其它脊椎动物都有较高相似性，与大菱鲆、五条鰤、黄金鲈、红点鲑、鲤鱼、斑马鱼的同源性分别为89%、89%、84%、79%、67%、67%。牙鲆HIF-1α基因的cDNA的全长为2330bp，包含一段225bp的5’非翻译区和一段110bp的3’非翻译区，开放阅读框为1995bp，编码664个氨基酸，同源性比对分析，发现与其它鱼类和哺乳动物有很高的相似性，预测的氨基酸与川鲽、白梭吻鲈、河鲈、大西洋鲑、鲤鱼和人的相似性分别为90%、83%、83%、71%、62%和53%。荧光定量PCR结果显示，IGFBP-1mRNA在牙鲆成鱼肝脏中表达量最高，是肌肉中的468.7倍(P<0.05)；其次在胃、脾、肠、性腺、肾、鳃、脑、心脏和肌肉中也有不同程度的表达，彼此间无显著差异。IGFBP-1mRNA在胚胎和仔鱼发育期间的表达结果显示，除IGFBP-1在至原肠期（26h）的早期阶段具有相对较高的mRNA水平外，IGFBP-1基因在胚胎发育的各阶段仅有较低水平的表达，在出膜后第3天达到一个高峰，接下来从第7天一直到第20天，IGFBP-1mRNA都保持在一个较低的水平，从第23天开始，IGFBP-1基因的表达逐渐增多，到变态高峰期（29DPH）达到最高峰，随后至变态结束（41DPH）牙鲆IGFBP-1基因的表达又有所降低，由此可推测IGFBP-1基因可能在牙鲆胚胎和仔鱼发育中有重要作用。半定量检测HIF-1α mRNA表达结果显示HIF-1α基因在牙鲆胚胎、仔鱼及成体各组织中均有表达，在仔鱼出膜7天后，表达量持续较高，在成体所测各组织中除肝脏外，都有较高表达。甲状腺激素在牙鲆变态发育中起重要作用，同时IGF系统也容易受到甲状腺激素的影响，因此，本实验采用甲状腺激素处理牙鲆变态前仔鱼，并采用荧光定量PCR方法分析了IGFBP-1mRNA在甲状腺激素处理后不同时间点的表达。结果发现甲状腺激素明显促进IGFBP-1的表达，其mRNA水平在23，29，36和41天与对照组相比有显著性差异（1.5倍到13.3倍不等， P<0.05）。本研究还检测了正常氧(11.18±0.25)mg·L-1，70%氧(7.82±0.18)mg·L-1，50%氧(5.57±0.22)mg·L-1条件下与氧代谢有关的酶活力的变化，分别处理48小时，结果显示总抗氧化能力在肝脏中与常氧条件下相比有有显著性差异，上升了23.1%～225%（P<0.05），乳酸脱氢酶在肝脏和肌肉中与常氧条件下相比上升了13.4%～60.3%（P<0.05），超氧化物歧化酶在肝脏和肌肉中与常氧条件下相比上升了14.5%～81.4%（P<0.05），过氧化氢酶活性与正常组相比有所降低。本研究同时对低氧条件下牙鲆IGFBP-1mRNA表达做了定量检测，结果显示，在肝脏中，IGFBP-1基因的表达都有不同程度的降低，且均与正常组有显著性差异(P<0.05)。在鳃中，IGFBP-1mRNA的表达也都有不同程度的降低。在肌肉中，IGFBP-1基因在50%氧环境中，低氧处理24h表达量最低，为对照组的14.9%，然而在48h增长为对照组的440.8%，在70%低氧处理组，24h后IGFBP-1的表达量为对照组的17.0%，在48h后增长为对照组的241.0%。本实验为进一步研究低氧胁迫下相关基因的表达变化情况，以及从分子层面上研究牙鲆在低氧条件的生理变化，从而为筛选耐低氧牙鲆奠定基础。