芳香化酶(P450arom)在黄鳝性腺、脑组织中的定位

为了揭示芳香化酶与黄鳝(Monopterus albus)性逆转之间的内在联系和作用机理,以不同性别黄鳝的性腺和脑组织为试验材料,采用免疫组化方法检测芳香化酶在不同性别黄鳝的性腺和脑组织上的定位及其变化趋势。免疫组化结果显示:在雌性黄鳝性腺中,芳香化酶主要分布在成熟卵母细胞的胞质上,卵膜、胞核和不成熟的卵母细胞呈阴性;在雌雄间性黄鳝性腺中,芳香化酶主要分布在的退化卵母细胞膜和纵隔上;在雄性黄鳝性腺中,芳香化酶主要分布在各级精母细胞上。芳香化酶在脑组织中均有分布,并且其染色程度随着黄鳝由雌性转换为雄性而趋于减弱。这意味着黄鳝性腺和脑组织中的芳香化酶可能参与黄鳝的性逆转过程,且与其性别转化密切相关。     

黄颡鱼卵巢P-450arom基因的克隆及组织表达

P-450芳香化酶（P450arom）是催化雄激素生物合成雌激素的关键酶。本研究采用RT-PCR和RACE（Rapid Amplification of cDNA Ends）法，分离和克隆了黄颡鱼（Pelteobasrus fulvidraco）卵巢P450芳香化酶基因HP450arom A，并使用荧光实时定量RT—PCR对其组织表达进行了分析。结果表明，HP450arom A cDNA全长1914bp[不包括poly（A）]，5’端非翻译区有13bp，3’端362bp[不包含poly（A）]，阅读框（Open Reading Frame，ORF）1539bp，翻译成513个氨基酸，计算的蛋白质分子量为58．7kD。同源性分析显示，HP450aromA的氨基酸序列与其他鱼卵巢P450arom具有60％～90％的同源性，与其他鱼脑P450arom为57％-60％同源，与鸡卵巢和人胚盘P450arom则为51％和52％同源；但芳香化酶高保守区包括Ⅰ-螺旋区，芳香化酶特异保守区Ⅱ和血红素结合区Ⅲ和其他鱼芳香化酶相比同源性分别高达68％～97％、78％-91％和71％～100％。系统发育分析表明，HP450arom A与鱼类卵巢P450arom属于同一分支，黄颡鱼和鲇鱼亲缘关系最近，这和传统的分类方法结论一致。荧光实时定量RT-PCR研究结果显示，HP450arom A在前脑、下丘脑、脑垂体、精巢、肝脏中不表达，只在卵巢中表达。这说明HP450arom A的表达具有组织特异性，并可推测其对卵巢发育起着重要作用。与本室分离的HP450arom B在卵巢的表达量相比，卵巢中HP450arom A的表达量是HP450arom B的18．7倍。     

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。     

黄颡鱼脑P-450芳香化酶基因的克隆和组织表达

P-450芳香化酶（P450arom）是催化雄激素生物合成雌激素的关键酶。本文采用RT-PCR和RACE法,首次分离和克隆了黄颡鱼脑P450芳香酶基因HP450aromB,并使用荧光实时定量RT-PCR对其组织表达进行了研究。结果表明HP450aromB cDNA全长2080bp（不包括poly（A））,5′端非翻译区有25bp,3′端555bp（不包含poly（A））,阅读框（open reading frame,ORF）1500bp,编码500个氨基酸,推测的蛋白质分子量为56kDa。同源性分析显示,HP450aromB的氨基酸序列与其它鱼脑P450arom具有70％以上的同源性,与其它鱼卵巢P450arom为60％左右同源,与人胚盘和鸡卵巢P450arom则为50％左右同源;但芳香化酶高保守区包括Ⅰ-螺旋区,芳香化酶特异保守区Ⅱ及血红系结合区Ⅲ和其它鱼芳香化酶相比同源性分别为83％～96％,78％～86％和85％～100％。系统发育分析表明HP450aromB与鱼类脑P450arom属于同一分支的,并且也显示了黄颡鱼和鲶鱼分类地位最近,这和传统的分类一致。实时定量RT-PCR研究显示,HP460arom B在前脑,下丘脑,垂体、卵巢、精巢均有表达,在肝脏没表达,表达量脑部高于性腺,但雌雄鱼脑部HP450aromB的表达总量没显著差异。     

芳香化酶与黄鳝的性逆转

黄鳝是一种具有天然单向性逆转特性的动物.雌性成熟发育的第一个周期内黄鳝个体全部表现为雌性,性成熟产卵后,卵巢内卵细胞败育,卵巢结构逐渐退化,与此同时雄性细胞开始发育,通过雌雄间性发育过渡到雄性发育.芳香化酶是细胞色素P450家族中的一员,催化某些雄激素转化为雌激素,是雌激素生物合成中的关键酶和限速酶,广泛存在于大多数脊椎动物的脑和垂体中.芳香化酶调节神经内分泌和繁殖功能以及性行为,并参与非哺乳动物性腺分化的调控.芳香化酶与黄鳝的性逆转可能存在着潜在的联系并参与黄鳝的性逆转.     

芳香化酶抑制剂对暗纹东方鲀CYP19A、DMRT1基因表达及性腺分化的影响

采用组织学和分子生物学方法,研究了投喂芳香化酶抑制剂来曲唑(LE)后暗纹东方鲀(Takifugu obscures)初孵仔鱼CYP19A、DMRT1基因表达以及性腺的组织学变化,以期进一步了解P450芳香化酶(P450arom)在鱼类早期性别分化过程中的作用。RT-PCR结果显示,对照组样品CYP19A和DMRT1表达显示性二态,雌性表达CYP19A基因,雄性表达DMRT1基因。LE处理组在性别分化期间,雄性样品单一表达DMRT1,雌性样品则同时表达CYP19A和DMRT1。qRT-PCR结果显示:LE处理组雌性仔鱼CYP19A基因表达被显著抑;虽然在仔鱼出膜后22d(dph)的表达水平高于9 dph,但仅为同日对照组的2.11%。LE处理组雌性样品22 dph时DMRT1基因表达量上调,至150 dph时达对照组雄性水平。55 dph的性腺组织学结果表明,LE处理可导致暗纹东方鲀稚鱼原始卵巢退化,并向功能性精巢发育。150 dph的LE处理组性腺均为精巢,并与对照组精巢发育同步。结论认为,暗纹东方鲀性腺分化期间P450arom是卵巢形成和维持发育所必须的,抑制P450arom活性可导致雌性暗纹东方鲀发生雄性化逆转。     

Caspase-3在黄鳝性腺性逆转过程中的表达及定位分析

为探究黄鳝( Monopterus albus )Caspase-3在性腺性逆转发育过程中的功能和作用,实验扩增黄鳝 caspase-3 的部分序列,检测了其在不同发育时期性腺中mRNA表达水平、蛋白相对含量以及表达位置。通过PCR扩增获得黄鳝 caspase-3 基因cDNA序列,推导的氨基酸序列对比发现,黄鳝 caspase-3 与大黄鱼( Larimichthys crocea )和鳜( Siniperca chuatsi )亲缘关系最近。实时定量PCR ( qRT-PCR)结果显示, caspase-3 mRNA在黄鳝各发育时期性腺中均有表达,在卵黄生成期性腺中表达量最高,并伴随性腺向雄性发育表达量呈下降的趋势;而其蛋白相对含量在性腺性逆转过程中呈现逐渐上升的趋势,间性晚期最高。免疫组织化学染色结果显示,Caspase-3蛋白阳性信号定位于卵黄生成期卵母细胞细胞质、皮质小泡期卵母细胞的细胞核和颗粒细胞,以及各个发育时期性腺中初级生长期卵母细胞的细胞质和细胞核。综上,Caspase-3与黄鳝性逆转过程关系密切,推测其可能参与了性逆转过程中卵母细胞的凋亡过程。     

不同倍性鲫鲤性腺型芳香化酶cyp19a1a基因cDNA的克隆及表达

为研究性腺型芳香化酶P450aromA(cyp19a1a基因编码)在不同倍性鲫鲤卵巢发育过程中的作用,实验采用同源克隆和cDNA末端快速扩增技术(RACE),获得了二倍体红鲫、三倍体湘云鲫和四倍体鲫鲤的cyp19a1a基因cDNA全长。结果显示,3种鱼cyp19a1a基因均编码517个氨基酸残基,而且编码的蛋白都包含P450aromA特有的跨膜螺旋区、I-螺旋区、Ozol’s肽区、芳香化酶特异保守区以及血红素结合区。采用RT-PCR分析cyp19a1a基因mRNA在3种不同倍性鱼类组织中的表达情况,结果显示,cyp19a1a基因主要在实验鱼的卵巢中表达,其次在精巢、脑、脾脏有少量表达。采用实时荧光定量PCR对cyp19a1a基因mRNA在不同倍性鱼卵巢中的表达进行分析,结果发现,cyp19a1a基因在不同倍性鱼的非繁殖期卵巢的表达都高于繁殖期卵巢,并且在繁殖期和非繁殖期,cyp19a1a基因在三倍体湘云鲫的表达量高于二倍体红鲫和四倍体鲫鲤。采用免疫组织化学方法对CYP19A蛋白在不同倍性鲫鲤卵巢中的定位进行分析,结果发现,CYP19A蛋白主要定位在滤泡细胞、Ⅳ时相卵母细胞的放射膜上以及Ⅱ时相卵母细胞的卵浆中。研究表明,性腺型芳香化酶在不同倍性鲫鲤卵巢发育过程中的表达存在一定的差异性,三倍体鱼cyp19a1a基因mRNA水平表达异常,推测与其不育有关联性。     

中华鳖SOX9基因在胚胎期性腺中的表达模式及在性逆转中的表达变化

SOX9基因在脊椎动物性别决定和性腺分化中扮演重要的调控作用。从mRNA和蛋白水平分析中华鳖SOX9基因在不同组织中的差异性表达、在胚胎性腺和成年睾丸中的细胞定位以及在性逆转中的表达变化,研究SOX9基因在中华鳖性别分化中的调控作用。Real-time PCR结果显示,SOX9基因在中华鳖雄性性腺中特异性表达。免疫荧光染色分析显示,SOX9蛋白在雄性18期胚胎性腺中开始表达,随着性腺的发育,SOX9蛋白定位于性腺Sertoli前体细胞细胞核中;而在雌性胚胎性腺并未见其表达。此外,在雌激素诱导的雄性向雌性性逆转胚胎中,SOX9基因显著下调,而在芳香化酶抑制剂诱导的雌性向雄性性逆转胚胎中,SOX9基因表达则显著上升。研究表明,SOX9基因为中华鳖雄性特异性基因,参与雄性性腺的发育过程,可能在中华鳖早期性别分化过程中起调控作用。     

黄鳝脑芳香化酶基因cDNA的克隆及组织表达特异性分析

根据NCBI数据库报道的黄鳝芳香化酶基因的gDNA序列,设计了一对特异性引物.用Trizol试剂盒提取黄鳝脑总RNA,反转录获得cDNA第一条链,进行PCR扩增.扩增产物经过回收、连接、测序后得到了一条长1514 bp的芳香化酶基因cDNA序列.同源性比较表明该基因属于脑型P450aromB,与其他鱼类脑型P450aromB的同源性较高(>70%),与性腺型P450aromA的同源性较低(<60%),与自身性腺型芳香化酶同源性为59.5%.采用RT-PCR的方法对该基因在雄性黄鳝的各组织表达情况进行了分析,结果表明,该基因的转录本较高的表达于脑和精巢中,较低的在皮肤中表达,而在肝脏、心脏、小肠、肌肉等组织中没有检测到该基因的表达.