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两栖类是世界动物资源的重要组成成分,它们在维护自然生态平衡中起着重要作用。然而,在近几十年来,两栖动物的数量正急剧下降。造成两栖类下降的原因有气候变化和环境污染等。值得注意的是有一类环境污染物通过改变两栖类的甲状腺激素水平来影响两栖类。之前虽然已有大量研究探讨了温度和甲状腺激素水平改变对两栖动物生长和发育的影响。但是,关于温度和甲状腺激素水平对两栖动物能量代谢的影响的研究知之甚少。本研究以中华大蟾蜍幼体为研究对象,探讨温度和甲状腺激素水平对中华大蟾蜍瘦素信号通路的影响以及分子机制。本研究包括两部分,第一部分评估了不同温度对中华大蟾蜍生长,发育及瘦素信号通路的影响:实验将Gs30期的中华大蟾蜍幼体暴露于不同温度处理中(15-17、22-24和29-31℃),暴露持续时间到Gs42期。首先通过形态学测量检测不同温度处理后第七天和第十四天,中华大蟾蜍蝌蚪的发育时期、全长、体长和体重指标。再运用上述同样的方法检测Gs42期中华大蟾蜍幼体的形态学参数(体长、体重和肝重)。并且用组织病理学分析检测不同温度处理后,Gs42期中华大蟾蜍幼体肝脏结构的变化。最后通过实时定量PCR技术(RT-qPCR)检测不同温度处理对中华大蟾蜍肝脏中甲状腺激素信号通路和瘦素信号通路相关基因表达的影响。研究的第二部分评估了甲状腺激素水平对中华大蟾蜍生长,发育及瘦素信号通路的影响:我们将Gs30期的中华大蟾蜍蝌蚪暴露于不同的甲状腺激素水平影响化合物溶液中(对照、高氯酸钠和外源性甲状腺素)。首先测量了不同溶液处理对中华大蟾蜍蝌蚪生长和发育的影响。随后测量了不同溶液暴露下,Gs42期中华大蟾蜍幼体的体长、体重和肝重。再运用苏木精-伊红染色法检测Gs42期中华大蟾蜍肝脏结构的变化。最后运用RT-qPCR测量Gs42期中华大蟾蜍肝脏中与瘦素信号通路相关基因的表达水平。本实验的主要研究结果如下:1、形态学数据显示,在较高的温度处理组,蝌蚪的平均发育时期显著提高,而蝌蚪的变态发育持续时间、变态高峰期的体型和体重显著降低。然而,在较低的温度处理组中,蝌蚪的平均发育时期是显著变低的,而变态发育的持续时间、变态高峰期的体型和体重显著增加。结果表明高温使得蝌蚪发育速度加快但体型变小、体重变轻,而低温使得蝌蚪发育速度减慢但体型增大、体重升高。2、组织病理学显示,暴露于高温中会造成肝细胞显著缩小、肝细胞边界消失、胆管扩张、黑色素细胞数量以及红细胞数量显著增加。低温处理会使肝细胞体积明显缩小,胞质透明。结果表明高温和低温暴露都造成了中华大蟾蜍蝌蚪肝脏的病理损伤。3、实时定量PCR(RT-qPCR)结果显示,高温暴露显著上调了甲状腺激素信号通路相关基因,包括二型脱碘酶(D2)和甲状腺激素受体α(TRα)以及瘦素信号通路相关基因,包括瘦素(Leptin)、瘦素受体(LepR)、Janus激酶家族成员(JAK1、JAK2和TYK2)、信号传导与转录活化因子家族成员(STAT3、STAT3.1和STAT6)和细胞因子信号传导抑制子3(SOCS3)的表达。然而,低温暴露使得甲状腺激素信号通路相关基因,包括甲状腺受体α和β(TRα、TRβ)以及瘦素信号通路相关基因,包括瘦素受体(LepR)和Janus激酶家族成员(JAK1、和TYK2)表达显著下调。结果表明高温暴露增强了中华大蟾蜍幼体的能量代谢水平,而低温处理降低了其能量代谢水平。4、通过测量不同溶液处理下蝌蚪的形态学指标发现,暴露到高氯酸钠(NaClO4)溶液中,蝌蚪的平均发育时期显著降低,而总长、体长、体重和变态的持续时间显著增加。但在外源性甲状腺激素(T4)处理下,蝌蚪的平均发育时期是显著增加的,而总长、体长、体重、肝重和变态持续时间却显著降低或缩短。这表明NaClO4处理推迟了蝌蚪的发育,使蝌蚪的体重变大,而用T4处理加速了蝌蚪的发育,使蝌蚪的体型比正常对照组小。5、苏木精-伊红染色结果显示,NaClO4溶液处理造成肝脏内黑色素细胞数量增多、肝细胞的体积缩小。暴露于T4溶液中使肝细胞发生变性、肝细胞核萎缩,肝细胞膜消失,黑色素细胞数量增多。结果表明甲状腺激素水平改变会引起中华大蟾蜍幼体肝脏的组织学损伤。6、RT-qPCR结果表明,NaClO4溶液处理会显著的抑制甲状腺激素相关基因,包括D2、TRα和TRβ以及瘦素信号通路相关基因,包括LepR、JAK1、JAK2和TYK2 的表达。但是,T4 暴露会造成 D2、TRα、leptin、LepR、JAK2、TYK2 和STAT1、STAT3、STAT3.1、STAT6、SOCS3表达水平显著上调。实验结果表明NaClO4溶液处理会造成中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺激素合成的紊乱并使蝌蚪的能量代谢水平减弱,而T4溶液处理会使中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺激素的分泌水平升高、能量代谢水平增强。综上所述,温度和甲状腺激素水平能影响中华大蟾蜍蝌蚪的生长发育,造成蝌蚪肝脏严重的组织损伤,引起蝌蚪能量代谢的紊乱。本研究为进一步研究温度和甲状腺激素水平对两栖动物生长发育及能量代谢的影响研究提供实验参考。对社会大众的环保和生态公共意识的提高具有推进作用,也为两栖类的保护提供了有价值的实验和理论依据。