斑马鱼几种CYP基因在性腺不同发育时期的表达研究

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斑马鱼(Danio rerio,Zebrafish)是发育生物学和遗传学研究的理想模式生物,由于它具有果蝇、小鼠等模式生物不可比拟的优点例如繁殖能力强,体外受精,胚胎透明,性成熟周期短,可追踪整个胚胎发育过程,因此特别适合与发育及性别决定、分化相关基因表达及功能的研究。细胞色素P450(cytochromeP450,CYP450)超基因家族是一类编码参与一些内源性物质(如激素、胆固醇)和外源性物质(如药物、环境化合物)代谢的酶系的超基因家族。CYP450基因编码的CYP450酶属于血红蛋白酶类,是一类以血红素为辅基的细胞色素蛋白酶超家族,广泛存在于生物体内。斑马鱼中共存在94种CYP450基因,分布于18个基因家族,而且这些基因家族同样存在于哺乳动物。在CYP基因家族CYP5-CYP51中有32个与人类的CYP基因同源,并且这些基因多与生物体内激素代谢酶有关,例如CYP11、CYP17、CYP19、CYP21、CYP51它们分别编码的胆固醇侧链剪切酶P450scc、17α-羟化酶/C17,20裂解酶、芳香化酶、类固醇21-羟化酶和羊毛甾醇14α-去甲基酶,这些酶在生物体内激素代谢密切相关。本研究运用斑马鱼性腺组织石蜡切片方法对斑马鱼性腺进行发育时期的判断,取斑马鱼性腺成熟前期,成熟期,成熟后期为样本,用实时定量PCR技术,研究CYP11a1、CYP17a1、CYP17a2、CYP19a、CYP19b、CYP21、CYP51在四种组织和性腺各个发育时期的表达情况。成鱼CYP11、CYP17、CYP19、CYP21、CYP51基因组织表达结果显示,这些基因在卵巢、精巢、肌肉和脑四种组织中均有表达,但CYP19a在肌肉中无表达,其余基因表达如下:CYP11a1表达量卵巢>精巢>肌肉>脑;CYP17a1表达量肌肉>精巢>卵巢>脑;CYP17a2表达量精巢>肌肉>卵巢>脑;CYP19a表达量卵巢>精巢>脑;CYP19b表达量脑>精巢>肌肉>卵巢;CYP21表达量肌肉>精巢>脑>卵巢;CYP51表达量精巢>脑>肌肉>卵巢。实时荧光定量PCR研究结果显示,这几种基因在斑马鱼性腺发育成熟前期、成熟期、成熟后期三个时期的表达规律不同。CYP11a1在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟后期>成熟期,呈先降低再升高的趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟期>成熟前期>成熟后期,呈先升高后将低的趋势。CYP17a1在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟后期>成熟期,呈先降低后升高趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量也表现成熟前期>成熟后期>成熟期,与卵巢中呈现相同趋势。CYP17a2在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,在整个过程中呈现递减趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟后期>成熟期>成熟前期,与其在卵巢中相反的趋势。CYP19a在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟后期>成熟期>成熟前期,在整个过程中呈现递增趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,表现出与其在卵巢中相反的趋势。CYP19b在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,在整个过程中呈现递减趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,表现出与其在卵巢中相同的趋势。CYP21在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,在整个过程中呈现递减趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟后期>成熟期,呈先降低后升高的趋势。CYP51在卵巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟期>成熟后期,在整个过程中呈现递减趋势;在精巢三个不同发育时期的表达量表现为成熟前期>成熟后期>成熟期,呈先降低后升高的趋势。
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