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花鲈(Lateolabrax japonicus)是我国广泛养殖的经济鱼类,本文以山东省青岛市沿海网箱养殖花鲈为对象,利用分子生物学方法研究了花鲈类胰岛素生长因子(Insulin-like growth factors)家族几个关键基因的全长cDNA克隆与表达调控。这些基础性资料丰富了花鲈IGF家族研究的空白,为揭示该家族基因表达调控及其具体生理功能奠定了分子生物学基础。1花鲈IGF-1,IGF-2基因克隆与表达分析本实验利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆得到了花鲈IGF-1和IGF-2基因cDNA全长序列,IGF-1全长876bp编码185个氨基酸,IGF-2全长798bp编码215个氨基酸。利用各种生物分析软件和生物网站对其氨基酸结构进行了分析比对,发现二者进化地位保守,前体蛋白都包含信号肽区域,B,C,A,D,E结构域,并且二者均具有与受体和结合蛋白结合的功能结构。利用荧光实时定量PCR技术对花鲈脑,垂体,心脏,鳃,胃,盲肠,肠,头肾,肾脏,肝脏,性腺(雄),脾脏,肌肉这13个组织的IGF-1和IGF-2mRNA的表达水平进行了分析。结果显示,花鲈IGF-1mRNA在肝脏转录水平最高,肠、盲肠、肌肉、脾脏表达较多,而其他组织表达量较少。花鲈IGF-2mRNA在检测的13个组织中均有表达,其中心脏表达最丰富,在脑、鳃、胃、盲肠、肠、肾脏、性腺、脾脏、肌肉中有较多的表达,垂体、头肾、肝脏表达较少。2花鲈IGFBP-1,IGFBP-2基因克隆与表达分析本实验利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆得到了花鲈IGFBP-1和IGFBP-2基因cDNA全长序列,IGFBP-1全长1779bp,编码248个氨基酸,IGFBP-2全长815bp,编码267个氨基酸。花鲈的IGFBP-1和IGFBP-2氨基酸序列同其他硬骨鱼类一样都包括C-端结构域,N-端结构域,以及多变的中央L-结构域。并且二者均存在18个保守的半胱氨酸残基以维持氨基酸二级结构的稳定,同时也都拥有N-端结构域的CGCCXXC-box和C-端结构域的CWCV-box,他们都是与IGF配体结合的重要结构。此外,IGFBP-2的C-端结构域还存在一个RGD结构,它能够与整合素相互作用,介导细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的粘附作用。利用荧光实时定量PCR技术对花鲈脑,垂体,心脏,鳃,胃,盲肠,肠,头肾,肾脏,肝脏,性腺(雄),脾脏,肌肉这13个组织的IGFBP-1和IGFBP-2mRNA的表达水平进行了分析。荧光实时定量PCR结果显示,花鲈IGFBP-1mRNA表达量较为广泛,在肝脏中的转录水平最高,在肌肉、脾脏有较多的表达。而花鲈IGFBP-2mRNA仅在肝脏中的表达水平最高,在肌肉中有较少的表达,其他组织表达量极低。3注射外源激素对于花鲈血清IGF-1含量及肝脏IGF-1和IGFBP-1mRNA表达的影响本实验对花鲈成鱼腹腔注射人体绒毛膜促性腺激素(Human chorionicgonadotropin, HCG)和促黄体激素释放激素(Luteinizing hormone releasinghormone-A,LHRH-A),利用放射性免疫激素测定的方法检测了花鲈血清中IGF-1在注射后48h(6h,12h,24h,48h)内的变化情况,同时还利用荧光实时定量PCR技术检测了花鲈肝脏中IGF-1和IGFBP-1mRNA的相对表达量的变化情况。结果表明,注射LHRH-A的花鲈血清中IGF-1的含量在12h内并无太大变化,24h后出现了明显的降低,且保持在较低水平。而花鲈肝脏中IGF-1mRNA的相对表达量较生理盐水组明显升高,12h后降低到与生理盐水组相当的水平,之后的实验过程一直保持稳定。肝脏中IGFBP-1mRNA的相对表达量则持续降低,但是较生理盐水组而言差异不是很显著。注射HCG的花鲈血清中IGF-1的含量在注射后12h即出现了明显的降低,24h后血清中IGF-1含量持续降低,之后一直保持在较低的水平。肝脏中IGF-1mRNA的相对表达量在注射后的24h内都保持稳定,较生理盐水组无明显差异,而在处理后的48h出现了显著地上升。肝脏中IGFBP-1mRNA的相对表达量在注射后12h显著升高,在注射后24h出现了下降,但是其相对表达量较生理盐水组要高,之后一直保持在高于生理盐水组的水平。研究结果表明,LHRH-A和HCG均可以触发花鲈生长过程,但是具体机制并不明了,可以推测LHRH-A是通过促进垂体GH的释放来间接调控IGF家族相关基因的作用,而HCG的作用机制可能与LHRH-A不同。