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糙海参中TRH/ GnRH样肽的特性及其对卵母细胞成熟的影响
发布时间:2019/12/28 来源: 阅读:139

糙海参(Holothuria scabra)是一种重要的经济海珍品,过度捕捞导致野生种群过度开发和消耗。由于对其繁殖和配子形成的神经内分泌控制了解不足,限制了糙海参的水产养殖技术。促甲状腺素/促性腺激素释放激素(TRH / GnRH)是一种神经激素,在调节无脊椎动物的生理过程中起着重要作用。促性腺激素释放激素(GnRH)在许多无脊椎动物的繁殖控制中起着重要作用,有研究发现无脊椎动物的GnRHs在结构和功能上似乎与脊椎动物的GnRHs同源,并参与生殖相关功能,包括卵巢成熟和产卵;此外,促甲状腺素释放激素(TRH)被发现与脊椎动物的GnRH有密切的系统发育关系。

为研究糙海参中是否存在TRH/GnRH并参与控制生殖,马希多尔大学Yotsawan的研究团队对糙海参中TRH/ GnRH样肽的特性及其对卵母细胞成熟的影响进行了研究,研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。

该研究采用分子克隆、原位杂交等方法,研究了TRH/GnRH样肽在糙海参中的特性和组织表达。首先,研究人员从糙海参的桡神经索中分离得到了TRH/GnRH前激素基因的全长cDNA,发现了糙海参TRH/GnRH前体包含短TRH/GnRH样肽和长TRH/GnRH样肽(图1)。经过RT-PCR检测发现,糙海参的TRH/GnRH基因在桡神经束、神经环和成熟卵巢中表达水平较高;原位杂交结果显示,hsTRH/GnRH的转录本在卵母细胞3期和4期表达水平较高(图2)。此外,通过功能测定进一步研究了TRH/GnRH肽对糙海参性腺发育和卵母细胞成熟的影响。结果显示,注射短TRH/GnRH样肽后糙海参的性腺指数(GSI)增加,性腺发育速度显著加快;不仅如此,还能刺激配子发生,卵母细胞数量显著增加。

该文章首次通过分子克隆的方法验证了糙海参TRH/GnRH样肽的序列,并进一步对其在糙海参卵巢成熟和卵母细胞发育中的功能进行了研究。该文为糙海参TRH/GnRH神经肽系统的进化提供了新的重要见解,这些神经肽有望在海参养殖中得到应用。


图1:糙海参短、长hsTRH/GnRH成熟序列与其它TRH/GnRH神经肽的比对

A)预测的短TRH/GnRH样肽具有pGlu-X-Phe基序,这与具有pGlu-XPro基序的海胆TRH不同;B)本文所鉴定的长TRH/GnRH成熟序列与其他TRH和GnRH肽的比对。



图2:糙海参中TRH/GnRH基因的表达

A) RT-PCR检测了糙海参各组织中TRH/GnRH转录本。B)卵母细胞晚期细胞质中TRH/GnRH的原位杂交表达,尤其是成熟卵母细胞(Oc4)。C)在卵巢中使用TRH / GnRH核糖探针进行阴性对照。(LM,纵肌;NR,神经环;Oc3,卵母细胞;Oc4,成熟卵母细胞;OV,卵巢;RNC,桡神经束;T,精巢。比例尺:100µm)