草鱼SREBP-1基因的克隆及糖对其在肝脏中表达的影响

固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)是调控糖脂代谢相关基因表达的关键核转录因子。为获知草鱼SREBP-1基因的序列及其在肝脏中的表达规律,本实验采用同源克隆和RACE方法获得了草鱼SREBP-1基因的部分cDNA序列,并通过生物信息学方法对该基因及所编码蛋白的结构特征进行了分析;采用实时荧光定量PCR技术,对SREBP-1基因在8种不同组织的表达规律及低糖(糖含量24%)和高糖(糖含量42%)投喂条件下肝脏中的表达水平进行了研究。结果显示,所克隆到的草鱼SREBP-1基因cDNA长4 760 bp,其中包括开放读码框3 426bp,编码1 141个氨基酸;草鱼SREBP-1具有一个典型的碱性螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链结构(bHLH-zip);氨基酸序列比对结果显示,草鱼SREBP-1与其他鱼类的同源性在76%~88%之间,与斑马鱼的进化关系最近;草鱼SREBP-1基因在脑中的表达量最高,肝脏和肠次之,在肾脏、脾脏、肌肉、脂肪和性腺中均有少量表达;与对照组相比,SREBP-1基因在高糖诱导下表达量显著提高(P0.05),低糖诱导下没有显著性差异。研究表明,在高糖负荷条件下,草鱼肝脏中SREBP-1可能会促进糖的利用和转化,从而参与糖代谢调节过程,为丰富鱼类糖代谢调控机理提供研究资料,并有望为提高鱼类对饲料糖的利用效率提供理论依据。     

草鱼ATGL基因的表达及饲喂n-3 HUFAs对其的影响

实验获得了草鱼脂肪组织甘油三酯水解酶(ATGL) 部分cDNA序列(GenBank 登录号为HQ845211), 并进行了序列同源性分析; 采用实时定量反转录聚合酶链式反应(qRT-PCR)方法, 检测了ATGL基因在草鱼不同组织的表达状况; 研究了投喂n-3高不饱和脂肪酸(n-3 HUFAs)对草鱼肝胰脏ATGL基因时序表达的影响。结果显示, 所获得的草鱼ATGL基因部分cDNA序列长度为687 bp, 与人、牛、小鼠、长腭泥虎鱼、大黄鱼等物种的同源性为65%~75%; 该基因在草鱼心脏、肝胰脏、脾脏、鳃、肾脏、肌肉、腹腔脂肪组织、脑、小肠、精巢10个组织中均有表达, 其中在腹腔脂肪组织中表达丰度最高, 在肝胰脏和肌肉中表达丰度次之。处理组草鱼摄食n-3 HUFAs饲料后, ATGL基因的表达水平在第1周和第2周显著高于对照组, 第3周后, 该基因的表达水平在处理组与对照组间无显著差异。研究首次克隆得到草鱼ATGL基因部分cDNA序列, 并发现该基因在草鱼脂质蓄积及代谢较旺盛的组织中表达水平较高, 且其在肝胰脏中的表达受到n-3 HUFAs的影响, 其规律为先被诱导升高, 然后回复到正常水平。     

草鱼肾细胞中细胞色素P450 3A基因诱导表达及其酶活性分析

采用基因克隆技术获取草鱼(Ctenopharyngodon idellus)细胞色素P450 3A(CYP3A)cDNA序列长1 849 bp,包含完整开放阅读框(open reading frame,ORF)1 542 bp,1个终止密码和含polyA信号3'UTR； ORF编码514个氨基酸,含信号肽(29 aa),2个跨膜螺旋区(23 aa,23 aa),血红素结合域(21 aa)和6个底物识别位点(SRSl-6)；与其他脊椎动物CYP3A氨基酸序列相似度达60％ ～ 92％.用实时定量PCR和分光光度计法分别研究了草鱼肾细胞系(Ctenopharyngodon idellus kidney cell line CIK)中利福平(rifampicin,RIF)诱导CYP3A基因表达和红霉素-N-脱甲基酶(ERND)活性,采用红霉素脱甲基酶活性法测定CYP3A的活性.结果显示,诱导组CIK细胞中CYP3A mRNA表达量在8最高,而CYP3A酶活在10h最高；CYP3A mRNA和酶活性与对照组均具显著差异性（P<0.05）.CYP3A转录水平先于相应酶活变化表达,且转录水平表达显著高于酶活性,这很可能反映了RIF对CYP3A的诱导主要作用于转录水平而不直接作用于酶活,本研究旨为药物对CYP3A转录调控和活性调节提供科学依据,并为渔药代谢酶的研究提供理论依据.     

草鱼α-淀粉酶基因组织表达特征和早期发育的表达谱

为获知α-淀粉酶(α-amylase,AMY)在鱼体内的组织分布以及在鱼类早期发育过程中的特征,从消化酶的角度阐明鱼类对糖的利用机理,实验在获得草鱼(Ctenopharyngodon idellus)α-淀粉酶基因编码区序列的基础上,应用实时定量PCR(real-time PCR)检测了草鱼α-淀粉酶基因在不同组织和早期发育不同时期的相对表达量。序列分析结果显示:草鱼的α-淀粉酶的ORF框长1 539 bp,编码512个氨基酸,氨基酸同源性比对发现草鱼α-淀粉酶与其它物种的同源性很高,且在关键活性位点处均保守,其中与斑马鱼(Danio rerio)α-淀粉酶氨基酸的同源性最高,为92%,与人的同源性最低,为72%。对血液、心脏、肝胰脏、肾、肌肉、脑、前肠、中肠、后肠9个组织定量分析结果显示:草鱼α-淀粉酶基因在肝胰脏中的表达量最高,在前肠、中肠和后肠能检测到明显的表达,在心脏和肾脏仅能检测到微弱的表达。早期发育定量分析结果显示:从未受精卵到神经胚都没有检测到α-淀粉酶基因的表达,从器官形成期开始检测到微弱的表达,一直到出膜后48 h表达都很微弱,出膜72 h之后表达量升高较明显。对组织分布和早期发育的定量研究结果分析表明:肝胰脏并不是草鱼生成α-淀粉酶的唯一场所,在肠道中也有α-淀粉酶的合成;从出膜72 h仔鱼开口摄食之后,α-淀粉酶基因表达量增加得较明显,推测摄食能够促进α-淀粉酶基因的表达。     

CYP3A65及上游核受体基因PXR和AHR2在斑马鱼生长发育阶段的表达

为了选择处于最佳生长阶段的斑马鱼用于药物代谢研究,本实验考察不同生长阶段斑马鱼全鱼、肝脏和肠道组织中CYP3A65及其上游核受体基因(PXR、AHR2) mRNA表达水平的变化规律。实验测定CYP3A65、PXR和AHR2相对表达量,并通过比较核受体基因与代谢酶基因mRNA之间的相关性来证实核受体基因的调控作用。结果显示,144 hpf和75 dpf两个生长阶段的斑马鱼中CYP3A65、PXR和AHR2 mRNA表达量最高;斑马鱼生长阶段中代谢酶基因和核受体基因的表达趋势一致,且受肝脏、肠道组织占全鱼比重的影响。研究表明,幼鱼期144 hpf斑马鱼及稚鱼期75 dpf的斑马鱼最适用于CYP3A65代谢研究;CYP3A65与PXR、CYP3A65与AHR2的mRNA表达之间有显著的相关性,与AHR2的相关性更显著。     

条斑星鲽CYP19a基因克隆及其在雄鱼生殖周期中的表达

细胞色素P450芳香化酶(P450arom)作为P450细胞色素酶超家族中的一员,是性类固醇生成途径中的末端酶,能够将雄激素转化为雌激素。在大多数脊椎动物中,P450arom由CYP19单基因编码。但是在鱼类中存在两种P450芳香化酶,分为性腺型芳香化酶(P450aromA)和脑型芳香化酶(P450aromB),它们由不同的基因(CYP19a和CYP19b)编码,分布在不同的组织。通过简并引物扩增及RACE cDNA扩增克隆,在国内外首次获得全长为2167bp的条斑星鲽CYP19a cDNA序列,并将推测的氨基酸序列与其它物种P450arom氨基酸序列进行多重比较,发现存在跨膜螺旋区、I-螺旋区、Ozol肽区、芳香化酶特异保守区以及血红素结合区。通过RT-PCR分析了P450aromA mRNA在条斑星鲽不同组织中的表达情况,结果表明,CYP19a基因主要在脑、卵巢和精巢中表达,其次在肠、肝脏、肾脏也有少量表达。同时也分析了P450aromA mRNA在处于不同发育期的精巢中的表达情况,发现在Ⅱ期精巢中表达量最高,在Ⅴ期精巢中表达量最低。     

草鱼Bcl-2基因的克隆、组织表达分析及DHA诱导下其在脂肪细胞中的表达变化

为获知草鱼B细胞淋巴瘤基因-2(B cell CLL/ lymphoma-2, Bcl-2)基因序列及其在草鱼各组织和脂肪细胞中的表达变化,本研究通过cDNA快速末端扩增(Rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术获得了草鱼Bcl-2的全长cDNA序列,并采用实时定量PCR(qRT-PCR)检测了Bcl-2在草鱼不同组织中的表达情况。为研究二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid,DHA)对草鱼前体脂肪细胞凋亡的诱导作用,本研究检测了100 μmol/L DHA处理后,草鱼前体脂肪细胞中Bcl-2基因的时序表达。结果显示,所获得的草鱼 Bcl-2 基因全长cDNA序列长度为1292 bp,包含133 bp 的5′非翻译区(untranslated region, UTR)和784 bp 的3′UTR;开放阅读框为375 bp, 编码124 个氨基酸。草鱼Bcl-2与鲤、斑马鱼Bcl-2氨基酸同源性分别为89.5%和91.1%,与人、原鸡、小鼠、野猪、欧洲牛、褐家鼠、家猫和犬等其他动物的氨基酸同源性为57.7%-62.0%。其编码蛋白的分子量为14.14KDa,等电点为4.68。Bcl-2基因在草鱼心脏、肝胰脏、脾脏、鳃、肾脏、肌肉、腹腔脂肪组织、脑、小肠、精巢10个组织中均有表达,其中在腹腔脂肪组织、肾脏和精巢中表达丰度最高,在肌肉中表达最低。DHA处理草鱼前体脂肪细胞后,Bcl2基因表达在增殖阶段下调,而在分化阶段上调。研究表明,Bcl-2在草鱼各组织中广泛表达,且DHA对其在脂肪细胞中的表达具有调控作用。     

草鱼碱性氨基酸转运载体y+LAT2 cDNA基因克隆与表达研究

利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)方法,克隆y+LAT2基因cDNA序列,并利用实时荧光定量PCR探讨y+LAT2在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)各组织中的表达情况以及饥饿对其mRNA的影响。结果表明,获得的y+LAT2基因的cDNA序列片段为1849bp,含1371bp的核心序列,编码456个氨基酸。预测草鱼氨基酸序列与斑马鱼(Danio rerio)的同源性高达96.5%,与哺乳动物和两栖动物的同源性在78%～83%,构建的系统进化树与传统形态学分类一致。在草鱼的肌肉、脑、鳃、心、肾脏、肝、后肠、中肠、前肠、脾脏组织均检测到y+LAT2基因的表达。草鱼脾脏、肾脏以及前肠、中肠的y+LAT2 mRNA表达水平对禁食的反应不同,在短期饥饿(14d)期间,其y+LAT2 mRNA表达水平均呈下降趋势。草鱼碱性氨基酸转运载体y+LAT2基因全长cDNA序列的获得,有利于进一步探讨鱼类氨基酸的吸收转运机制。     

福寿螺细胞色素P450基因CYP3192A1的克隆与表达分析

文章分析了福寿螺(Pomacea canaliculata)细胞色素P450(CYPs)的结构、表达特征及四聚乙醛代谢与细胞色素P450表达水平的相关性。应用c DNA末端快速扩增技术(rapid amplification of c DNA ends,RACE)克隆获得福寿螺CYPs基因c DNA全长2 523 bp,命名为CYP3192A1,含1个开放阅读框(ORF),编码517个氨基酸,具有血红素结合区F**G***C*G、K螺旋(E**R)、I螺旋(AG*ET)、C螺旋(W***R)等高度保守序列及跨膜螺旋(12~34号氨基酸)。聚类分析显示福寿螺CYP3192A1是细胞色素P450新家族成员,与CYP3A亚家族序列同源性较高。荧光定量PCR(real time quantitative PCR,RT-q PCR)分析显示,福寿螺CYP3192A1基因表达量存在显著的性别及组织差异性(P0.05),表现为雌性表达量高于雄性,肠和鳃表达量最丰富,肝和胃次之,心和腹足中少量表达;四聚乙醛对福寿螺CYP3192A1表达的影响为"低浓度诱导,高浓度诱导期缩短并提前"。结果表明四聚乙醛处理能够显著诱导福寿螺CYP3192A1表达,与CYP3192A1表达量增加紧密相关,福寿螺CYP3192A1过表达可能在四聚乙醛代谢抗性中起重要作用。     

异育银鲫P450家族CYP3A136基因的克隆与表达

根据5种硬骨鱼已知CYP3A序列保守区设计兼并引物,以异育银鲫cDNA为模板扩增得到CYP3A基因片段,根据得到片段序列设计特异引物并利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得全长cDNA。得到异育银鲫CYP3A基因全长为1 769 bp,开放阅读框为1 545个核苷酸,编码514个氨基酸。其预测蛋白质分子量为58.624 ku,理论等电点为6.30。将异育银鲫CYP3A序列理论编码氨基酸序列提交细胞色素P450命名委员会(Cytochrome P450 Nomenclature Committee)并由其命名为CYP3A136。氨基酸序列分析显示,其与稀有鮈鲫、草鱼、鲦同源性较高,并且具有高度保守的血红素结合区域FXXGXXXCXG。异育银鲫CYP3A基因的半定量RT-PCR显示,在肝和肠组织中转录水平最高,在肾和鳃中次之,其余组织较低。     

草鱼HSP70基因cDNA部分序列克隆及其组织表达差异

根据鲤热休克蛋白70(Heat shock protein,HSP70)序列(AY120894)设计并合成一对引物,以草鱼(Cteno-pharyngodon idella)肝胰脏组织总RNA为模板,RT-PCR扩增获得草鱼HSP70基因cDNA部分序列,并进行了组织表达差异性研究。结果显示:所获为序列为480 bp,获得GeneBank登陆号为FJ483832。序列测序结果显示,HSP70扩增序列与鲤、斑马鱼、鲋的同源性为:93%、91%、93%。另外,所获序列HSP70在草鱼脂肪、肌肉、肠、脑、粘液、性腺、鳔、肝胰脏、心脏、脾脏、鳃、鳍12个组织的表达存在差异,HSP70在草鱼这12个组织中均检测到表达,其中在鳍中表达最高,极显著高于其他组织(P<0.01);在鳔中表达次之,且与脑、心脏、性腺中表达差异不显著;在粘液中表达最低。     

草鱼SGLT1/2基因克隆及葡萄糖处理对其mRNA表达的影响

作为重要的转运载体,SGLTs(钠依赖性葡萄糖协同转运蛋白,sodium-glucose cotransporters)在物质的吸收过程中发挥着关键的作用。SGLT1和SGLT2作为SGLTs家族的重要成员,参与调节体内的葡萄糖吸收,从而维持血糖的稳态。为研究SGLT1和SGLT2在草鱼葡萄糖吸收过程中的作用,本实验利用RT-PCR技术从草鱼前肠和肾脏中分别克隆了基因sglt1和sglt2,对其进行生物信息学分析,并利用荧光定量PCR技术检测其mRNA的表达。结果显示,草鱼sglt1和sglt2的开放阅读框(open reading frame,ORF)分别为1 977和1 989 bp,并分别编码658和662个氨基酸。经过预测,草鱼SGLT1和SGLT2蛋白均为14次跨膜结构。氨基酸序列比对及系统进化树分析结果显示,草鱼sglt1和sglt2与金鱼、金线鲃中sglt1和sglt2的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,sglt1在草鱼肠道和肾脏组织中表达量较高,在其他组织中表达量较低;sglt2在草鱼肾脏组织中表达量最高,在其他组织中表达量较低。葡萄糖灌喂实验结果显示,草鱼前肠中sglt1和肾脏中sglt2的表达量在灌喂1 h后显著增加。在离体实验中,葡萄糖处理CIK细胞能够显著增加sglt1和sglt2的表达量。本研究为完善SGLTs在调控鱼类血糖稳态方面具有的功能提供了理论依据。     

Molecular characterization of cholecystokinin in grass carp (Ctenopharyngodon idellus): cloning, localization, developmental profile, and effect of fasting and refeeding on expression in the brain and intestine

Cholecystokinin (CCK) is a multi-functional brain–gut peptide in fish and mammals. To investigate the role of CCK in appetite regulation in fish, a 770-bp full-length cDNA sequence of CCK gene was obtained by RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends methods in grass carp Ctenopharyngodon idellus. Homology analysis showed that the CCK cDNA sequence of grass carp had the highest similarity (90 %) to that of goldfish Carassius auratus and a higher similarity (>70 %) to those of other teleosts than to mammals. The PCR amplification using genomic DNA identified that the CCK gene of grass carp was comprised of three exons and two introns. Real-time quantitative PCR was used to detect CCK mRNA expression in adult tissues. High levels of gene expression were found in the hypothalamus and pituitary; moderate levels in the intestine, muscle and white adipose tissue; and low levels in other tissues. During early development (i.e., fertilized eggs to 35-day post-hatching larvae) the levels of CCK mRNA expression were higher during embryonic developmental stages than during post-hatch larval stages. Fasting decreased CCK mRNA expression levels in the brain and intestine, whereas refeeding resulted in an increase of expression. The results suggest that CCK mRNA expression has obvious tissue specificity and may have a role in feed intake regulation in grass carp.     

氟甲喹对异育银鲫细胞色素CYP450主要药酶的影响

在分析了氟甲喹腹腔注射后对异育银鲫(Carassius auratus gibelio)主要药酶活性影响的基础上,从蛋白表达和mRNA转录水平探究了氟甲喹对CYP1A(EROD)的诱导机制.以氟甲喹剂量35 mg/kg一次性腹腔注射异育银鲫24 h后,肝微粒体的7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶(EROD)活性为54.33 pmol/(mg·min).显著高于对照组的34.00pmol/(mg·min)(P<0.01),而红霉索-N-脱甲基酶(ERND)[177.98 pmol/(mg·min)]、氨基比林-N-脱甲基酶(APD)[934.40 pmol/(mg·min)]及7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)[9.84 pmol/(mg·min)]与对照组[分别为140.90pmol/(mg·min)]、850.71 pmol/(mg·min)和8.93 pmol/(mg·min)]相比无显著性差异;除肾组织中ERND活性高于肝脏外,其他CYP亚型药酶活性(APD、EROD和ECOD)均以肝组织中最高.Western-blotting印迹表明,实验组肝脏中CYP1A蛋白含量明显高于对照组,与酶活(EROD)相符合;而肾、肠中没有检测到特异性条带.半定量RT-PCR结果显示,CYPiAmRNA在肝、肾和肠均有表达,但实验组与对照组并无明显差异.体外实验中,不同浓度的氟甲喹与微粒体共孵育,未见EROD活性与浓度、时间的依赖关系.综上推测,氟甲喹对鲫鱼肝CYP1A的诱导是在翻译后水平,可能是加强蛋白的稳定性.本研究旨在为氟甲喹在鱼类中的合理应用提供科学依据.     

草鱼肾细胞中双氟沙星代谢酶的酶动学

细胞色素P450s(CYPs)主要参与动物体内药物代谢。水产养殖中不合理的联合用药常会导致治疗失败,这通常与CYP活性的诱导有关。然而,关于鱼类CYP的诱导却知之甚少。为获得有关CYP诱导的信息,实验采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)的方法测定了草鱼肾细胞(CIK)中CYPs的特异性诱导剂对双氟沙星(DIF)的代谢作用及酶动学分析。对照组和β-萘黄酮(BNF)诱导组的酶动学方程分别为1/V=0.1375×1/[S]+0.003和1/V=0.0245×1/[S]+0.0013。DIF与经BNF处理的CIK共孵育后,其代谢量增加了1倍,酶动学参数Clint和Vmax值分别增加了7倍和2倍。BNF是CYP1A的特异性诱导剂,因此,CYP1A可能参与了DIF的代谢。     

Cytochrome P450 2AA molecular clone,expression pattern,and different regulation by fish oil and lard oil in diets of grass carp (<Emphasis Type="Italic">Ctenopharyngodon idella</Emphasis>)

Cytochrome P450 enzymes (CYP enzymes) catalyze important metabolic reactions of exogenous and endogenous substrates, including fatty acid. In this study, we cloned the complete CDS of the cytochrome P450 2AA (CYP2AA) gene from the grass carp (Ctenopharyngodon idella) for the first time. CYP2AA consisted of 1500 bp, which encoded a predicted protein of 499 amino acids. The identities of CYP2AA between C. idella and zebrafish were 86%. It consists of the conserved heme-binding motif FXXGXXXCXG. Quantitative real-time PCR analysis indicated that CYP2AA mRNA in C. idella was highly expressed in liver and adipose tissue. The effects of fish oil and lard oil in diets on expression of CYP2AA mRNA in vivo were also investigated. The fish oil (FO) group exhibited significantly higher CYP2AA expression in adipose tissue than the lard oil (LO) group (P?<?0.01), whereas the mRNA expression of CYP2AA was not notably different in liver. It suggested that the high abundance of CYP2AA mRNA expression in adipose tissue could be induced by fish oil. Our findings provided molecular characterization and expression profile of CYP2AA, and enhanced our understanding of CYP2AA in fish lipid metabolism.