KISS基因的研究进展

KISS-1基因与GPR54基因一起组成KISS-1/GPR54系统,参与动物下丘脑-垂体-性腺轴功能的调节；KISS-2基因也参与动物性腺轴调控,而且作用比KISS-1基因强.研究经济动物KISS基因与繁殖性状的相关有非常重大的意义.本文主要论述了KISS-1基因的结构、组织分布、产物结构和功能,对KISS-2基因的研究进展也作了简单综述.     

Kisspeptin/GPR54信号通路对下丘脑-脑垂体-性腺轴的调节机制

作为耦联体的kisspeptin/GPR54在动物体的下丘脑具有较高表达,kiss I mRNA的表达不仅受光照周期的影响,而且受雌激素的调节,然而雌激素对下丘脑Arc和AVPV区域kisspeptin神经细胞的调节却截然相反。kisspeptin/GPR54通过G蛋白耦联机制激活GnRH细胞的脉冲分泌,从而对下丘脑-脑垂体-性腺轴进行调节。     

Kisspeptin/GPR54系统在生殖启动中的作用

青春期的启动始于下丘脑脉冲性GnRH分泌的提高。Kisspeptin/GPR54系统是新发现的能够调节下丘脑GnRH释放的重要信号通路,此系统的发现敲开了生殖启动机理研究的新大门。本文就Kisspeptin/GPR54系统的发现、生物学特性与对生殖启动的调节作用等方面作一综述。     

哺乳动物繁殖季节性相关基因的研究进展

光照周期或季节更替调控松果体褪黑激素的分泌,下丘脑-垂体-性腺轴接收来自褪黑激素的信息并整合机体内部生理状态后调控下丘脑GnRH的脉冲释放,确保动物在一年中最适宜的时间进行繁殖。哺乳动物在长期进化过程中形成了一定的繁殖节律,已确定一些基因与繁殖的季节性有关。笔者简要介绍了褪黑激素受体1A基因、褪黑激素受体1B基因、KiSS-1/GPR54基因等与哺乳动物繁殖季节性的关系。     

Kisspeptin/GPR54在哺乳动物繁殖上的研究进展

Kisspeptin是Kiss1基因的产物，它能够与其G蛋白偶联受体GPR54结合，激活PLC/PKC/MAPK信号通路，从而在抑制肿瘤转移、调节动物机体繁殖及初情期的启动中发挥重要作用。Kisspeptin/GPR54不但在动物的下丘脑中表达，还在动物的垂体和性腺中广泛表达，并参与动物繁殖的调控。本文就kisspeptin/GPR54在下丘脑-垂体-性腺轴上调控动物繁殖及动物初情期启动上的最新研究进行概括归纳，重点强调了kisspeptin/GPR54在性腺上的定位与分布及其对配子发生可能的直接调控作用，同时总结了kisspeptin/GPR54相关研究面临的问题及未来的研究方向，这将为更好的开展kisspentin/GPR54在动物繁殖上的研究及应用提供帮助。     

GPR54在初情期中的作用

初情期时,激素脉冲式分泌促使性腺的发育成熟.GPR54(G蛋白偶联受体)与它的配体一起在初情期启动时起着决定性的作用,缺失GPR54的小鼠不能达到初情期,生殖器官发育不成熟,性激素类固醇和促性腺激素水平低,但GnRH的水平正常.在人类,由于GPR54基因突变导致性腺机能衰退.在更小程度上来说,Metastin(肿瘤迁移抑制因子)和GPR54的产量是通过睾酮和雌激素来负调节的.在啮齿目动物上,注射GPR54配体能够增加激素的分泌.因此,可能在GnRH分泌水平上,下丘脑-垂体-性腺轴的正常功能需要GPR54.     

动物性成熟启动的调控机理

 人类的性早熟表现为病理状态,而在动物上,性早熟则是一个在生产上具有重要价值的经济性状。动物性成熟启动是一个复杂的生物学过程,受下丘脑-垂体-性腺轴调控。"允许信号"和"发育时钟"传达了机体生长发育、能量平衡和环境变化信息,决定了性成熟启动前期处于休眠状态的GnRH神经元激活;GnRH神经元抑制性输入减少和兴奋性输入增加引发了高频GnRH脉冲分泌,促进配子形成和性类固醇激素分泌;类固醇激素又通过负反馈通路影响GnRH分泌并促进性行为。神经胶质细胞也参与了性成熟的启动,主要涉及生长因子家族、神经细胞粘合分子和神经接触蛋白。GnRH基因的表观遗传修饰变化可能在动物性成熟启动过程中发挥了重要作用。     

绵羊Otx-2基因的分子克隆、组织表达及其与季节性繁殖关系的研究

旨在研究绵羊Otx-2基因与绵羊繁殖的关系,从阿勒泰绵羊下丘脑组织中克隆Otx-2及MT1、KISS-1、GnRH基因CDs(Coding region)区部分序列,采用RT-PCR分析了这些基因在心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、胃、大脑、小脑、子宫、垂体、松果体、下丘脑和甲状腺组织中的表达差异;进一步用实时荧光定量PCR方法分析繁殖期和繁殖间期绵羊下丘脑中这些基因在日间和夜间表达的变化规律。结果表明,Otx-2和KISS-1、MT1基因在各组织中均有不同程度的表达,其中Otx-2和KISS-1在下丘脑中的表达量较高。Otx-2基因与KISS-1和GnRH基因在繁殖期的表达量均高于繁殖间期的表达量,且均表现出夜间的表达量极显著高于日间表达量的相似表达规律,综上表明,Otx-2基因可能参与绵羊的季节性繁殖调控。     

Kisspeptin对哺乳动物生殖调控的研究进展

Kisspeptin是由KISS1基因编码的一种神经肽。Kisspeptin与其受体是GnRH神经元上游的关键调节因子,通过调控GnRH释放刺激垂体促性腺激素的分泌。Kisspeptin在哺乳动物下丘脑、垂体和性腺等器官组织中表达,参与下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴功能调控,在哺乳动物生殖过程中发挥重要作用。文章主要从下丘脑、垂体和性腺三个方面阐述Kisspeptin对哺乳动物生殖功能的调控作用,并就Kisspeptin在动物初情期启动、季节性繁殖和繁殖性能上的研究进行分析总结,以期为Kisspeptin在动物繁殖领域的研究和应用提供参考依据。     

文昌鸡性成熟启动过程中下丘脑EED、YY1基因表达规律分析

研究旨在分析YY1和EED基因与鸡性成熟启动的关联。测定5~17周龄文昌鸡母鸡卵巢重量、最大卵泡直径、输卵管长度及冠大小的发育性变化,并采用q RT-PCR检测了YY1和EED基因在性成熟启动前后下丘脑中的表达。结果表明,在发育早期,文昌鸡性腺组织发育缓慢,卵泡保持原始状态。12周龄后,性腺组织进入快速发育期,13周龄母鸡的卵巢重量和输卵管长度与12周龄测量值相比分别增加了125%和120%,同时出现等级前小白卵泡或大白卵泡,基于此确定了12~13周龄为文昌鸡母鸡的性成熟启动关键时机。q RT-PCR检测表明YY1和EED基因在文昌鸡性成熟启动时下丘脑组织中的表达水平显著降低(P0.01),15周龄后又恢复至较高水平。结果提示YY1和EED基因参与了鸡性成熟启动调节。     

Kisspeptins/GPR54系统及其在动物性发育中的作用

促性腺释放激素（gonadotropin-releasing hormone,GnRH）脉冲式释放的激活是动物性发育的关键。研究结果发现,kisspeptins/GPR54系统对GnRH脉冲式释放的激活起到了重要作用,是性发育启动的调节器。在kisspeptins/GPR54胞内信号通路方面的研究也已经证实,kisspeptins能通过GPR54受体激活多种信号,以发挥其它功能。另外,光周期、机体能量储备等也是影响动物性发育的重要因素。     

哺乳动物性晚熟相关基因的研究进展

人和哺乳动物性的发育和成熟源于下丘脑性腺激素释放激素（gonadotropin releasing hormone,GnRH）脉冲式释放。GnRH释放受到抑制或破坏,就会导致性腺机能减退,人在发育前和发育期就会出现发育迟缓和性发育不良,表现为无精症或闭经;动物则表现为初情期延迟、生殖能力下降等表型。编码促性腺激素及其受体基因的突变可能引起哺乳动物性晚熟。笔者简要介绍了GPR54、GnRH/GnRHR、FSH/FSHR、LH/LHR基因与哺乳动物性晚熟的关系。     

KIS S 1基因与哺乳动物繁殖性能关系的研究进展

转移抑制基因（KISS1）被公认为是促性腺激素释放激素（Gonadotropin-releasing hormone,GnRH）的关键上游调节因子,在下丘脑-垂体-性腺轴系统中起到一个中枢节点的作用。近年来随着表达定位研究技术的发展,已在多个物种的多个组织中检测到了KISS1基因的表达。作为繁殖领域的关键候选基因,KISS1基因如何调控动物繁殖性能已有大量文献报道,文章就KISS1基因在不同繁殖相关组织表达以及在生产实践中的应用做一综述。     

家畜免疫去势研究进展

传统的手术去势技术正受到动物福利和规模化标准化畜牧生产需求的挑战,作为手术去势的优势替代方法,免疫去势能够很好地阻滞睾丸发育,控制性行为,避免手术带来的痛苦。免疫去势是采用免疫学方法破坏下丘脑-垂体-性腺轴的激素平衡,通过降低促性腺激素释放激素（GnRH）、黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）的水平,进而使性腺激素水平降低,最终抑制性腺功能,达到去势的目的。免疫去势分为激素免疫去势和基因免疫去势,其靶标经历了下丘脑-垂体-性腺轴自下而上的筛选,依次为睾酮、LH、FSH、GnRH、吻素-1（KISS-1）,其中位于下丘脑-垂体-性腺轴上游的GnRH激素、GnRH和KISS-1基因3种靶标去势效果较好。免疫去势效果及机制的相关研究表明,免疫去势具有改善生产性能、安全和可逆的特点,但其可逆性机制还不清楚。去势导致肾上腺发挥代偿作用,但目前免疫去势的肾上腺代偿研究鲜见报道。文章首先介绍了几种靶标的免疫去势机制,其次对免疫去势的特点和应用进行了讨论,旨在为推动免疫去势技术在动物生产繁殖领域的应用提供理论依据。     

家畜免疫去势研究进展

传统的手术去势技术正受到动物福利和规模化标准化畜牧生产需求的挑战,作为手术去势的优势替代方法,免疫去势能够很好地阻滞睾丸发育,控制性行为,避免手术带来的痛苦。免疫去势是采用免疫学方法破坏下丘脑-垂体-性腺轴的激素平衡,通过降低促性腺激素释放激素(GnRH)、黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)的水平,进而使性腺激素水平降低,最终抑制性腺功能,达到去势的目的。免疫去势分为激素免疫去势和基因免疫去势,其靶标经历了下丘脑-垂体-性腺轴自下而上的筛选,依次为睾酮、LH、FSH、GnRH、吻素-1(KISS-1),其中位于下丘脑-垂体-性腺轴上游的GnRH激素、GnRH和KISS-1基因3种靶标去势效果较好。免疫去势效果及机制的相关研究表明,免疫去势具有改善生产性能、安全和可逆的特点,但其可逆性机制还不清楚。去势导致肾上腺发挥代偿作用,但目前免疫去势的肾上腺代偿研究鲜见报道。文章首先介绍了几种靶标的免疫去势机制,其次对免疫去势的特点和应用进行了讨论,旨在为推动免疫去势技术在动物生产繁殖领域的应用提供理论依据。     

Kiss1基因调控哺乳动物繁殖性能的研究进展

Kiss1基因是近年来繁殖生理学领域的研究热点。Kiss1基因编码的多肽类激素叫Kisspeptin。Kiss1基因主要表达于下丘脑弓状核和下丘脑前腹部室旁核区域。Kisspeptin可通过其受体GPR54的介导来发挥作用。Kiss1基因是促性腺激素释放激素的关键上游调节子,在性腺轴系统中起到中枢节点作用。Kiss1在动物初情期启动、季节性发情、生殖调控中起着关键作用。论文就Kiss1基因在哺乳动物繁殖方面的研究进展进行简单综述。     

猪GPR54基因克隆与序列分析

从苏姜猪的下丘脑中提取组织总RNA,根据GenBank中猪GPR54 mRNA全序列设计引物,用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)进行cD-NA扩增,获得一条528 bp的片段,克隆于pGEM-TEasy载体后进行测序,并进行序列分析。结果表明:该片段为GPR54基因的cDNA,它由528个核苷酸组成,编码172个氨基酸,分子量为18.714 ku,经序列分析显示,猪GPR54基因序列与其他物种间同源性低,但种内同源性比较高,该序列和已发表猪的基因序列同源性100%。     

GnRH主动免疫对SD雄鼠下丘脑GnRH合成及性腺反馈系统的影响

探讨GnRH主动免疫对SD雄鼠下丘脑GnRH合成及性腺反馈系统的影响。36只SD雄鼠随机分为免疫组、手术去势组及对照组,免疫组于12周龄时初免,8周后加免。放免法测定血清抗体滴度、激素浓度及下丘脑正中隆起GnRH含量,实时荧光定量PCR分析下丘脑生殖相关基因mRNA的变化。结果显示,GnRH主动免疫后12只免疫鼠中11只血清GnRH抗体滴度显著升高,血清LH、FSH及T浓度显著降低(P<0.05),睾丸严重萎缩(免疫去势鼠)。与对照鼠相比,免疫去势显著降低下丘脑GnRH含量(P<0.01),且显著下调下丘脑雌激素α受体(ERα)、雄激素受体(AR)、Kiss-1、GPR54及GnRH的mRNA表达水平(P<0.05)。手术去势鼠除血清LH、FSH浓度及下丘脑ERα的mRAN表达水平显著高于对照鼠外(P<0.05),其余指标均与免疫去势鼠类似。结果首次表明,GnRH主动免疫抑制性腺负反馈调节作用及降低了下丘脑GnRH的合成。     

鸽GnIH和GnRH基因克隆及其在不同繁殖阶段下丘脑中的表达

为研究促性腺激素抑制激素（gonadotropin-inhibitory hormone,GnIH）和促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone,GnRH）基因在鸽繁殖不同阶段下丘脑组织中的表达变化,探讨GnIH和GnRH基因与鸽繁殖调控之间的关系,本研究以鸽cDNA为模板扩增GnIH和GnRH基因CDS区序列并进行克隆测序,采用实时荧光定量PCR技术检测了产蛋前、产蛋后及哺乳期鸽下丘脑组织中GnIH和GnRH基因mRNA表达水平。序列分析结果表明,鸽GnIH基因CDS区全长522 bp,已提交GenBank,登录号：MG589638,编码173个氨基酸,与已知其他鸟类GnIH同源性达85%以上;鸽GnRH基因CDS区全长276 bp,已提交GenBank,登录号：MG589639,编码91个氨基酸,与已知其他鸟类GnRH同源性达80%以上。鸽GnIH前体包含1个GnIH和2个GnIH相关肽（GnIH-RP-1、GnIH-RP-2）,具有典型的"LPXRF"基序;GnRH前体包含1个信号肽、1个GnRH和1个GnRH相关肽（GAP）。实时荧光定量PCR结果表明,产蛋前鸽下丘脑中GnIH基因表达量最高,且极显著高于产蛋后和哺育期（P<0.01）;产蛋后鸽下丘脑中GnRH基因表达量最高,且极显著高于产蛋前和哺育期（P<0.01）;产蛋前鸽下丘脑中GnIH基因表达量极显著高于GnRH基因（P<0.01）,而产蛋后和哺育期鸽下丘脑中GnRH基因表达量极显著或显著高于GnIH基因（P<0.01;P<0.05）。结果表明,GnIH和GnRH基因的表达与母鸽不同繁殖阶段的转变有关,为进一步研究鸽繁殖分子机制奠定基础。     

鸡性成熟启动前后下丘脑microRNA表达谱分析

本研究旨在探讨miRNA在鸡性成熟启动调控中的作用。利用Solexa高通量测序技术检测了鸡性成熟启动前(Before puberty onset,BPO)和性成熟启动后(After puberty onset,APO)下丘脑中miRNA表达谱,通过生物信息学方法进行靶基因预测和功能分析。结果表明,在鸡下丘脑中鉴定出374个已知miRNAs、46个新miRNAs,144个已知miRNAs(reads10)的表达水平在性成熟启动前后发生了显著改变(P0.05)。5个差异表达miRNAs被qRT-PCR方法进一步验证。15个差异最显著miRNA(|log2(fold-change)|2.0,P0.01)预测到2 013个靶基因,GO富集和KEGG调节通路分析结果表明,这些差异表达miRNAs在性成熟启动转录调节和信号转导通路中发挥了重要作用。综上表明,miRNA是参与鸡性成熟启动新的调节因子。鉴于miRNA功能的保守性,该研究结果将为深入开展动物(包括人类)性成熟的分子调控机制研究提供新的理论依据。