甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异

为了探讨甲状腺激素受体TRαA基因在牙鲆不同变态发育阶段中的表达差异,以及甲状腺激素T4和硫脲处理对TRαA基因表达的影响,采用了半定量RT-PCR法测定牙鲆不同发育阶段头部甲状腺激素受体TRαA mRNA水平。结果显示,牙鲆不同变态发育阶段甲状腺激素受体TRαA基因表达存在明显差异,从受精卵到变态期TRαA表达量呈缓慢增加趋势,到24日龄出现第一个表达高峰,随后表达量下降,30日龄之后随日龄增加表达量又逐渐增加,至变态高峰期38日龄出现第二个表达高峰,而且高于第一个表达高峰,至成鱼表达量再次下降至较低水平。甲状腺激素T4处理组和硫脲处理组与同日龄正常组相比,TRαA的表达也有明显差异,在甲状腺激素T4处理组中TRαA表达降低,而在硫脲处理组中TRαA表达反而增高。甲状腺激素T4对变态期牙鲆TRαA基因转录可能有下降调节作用。     

大黄鱼甲状腺激素受体基因在不同年龄与不同织织中的表达差异

为了深入研究甲状腺激素及其受体在大黄鱼生长和代谢调节中的作用,首次分离和克隆了大黄鱼甲状腺激素受体基因TRα、TRβcDNA的部分序列,并采用RT-PCR方法检测不同年龄的大黄鱼TRα、TRβmRNA的组织分布和发育性变化。此外,用放射免疫分析法检测血清中甲状腺激素水平。结果显示:1龄和2龄大黄鱼血清T3水平无显著差异,而T4水平2龄鱼显著低于1龄鱼。2龄大黄鱼肝脏TRβmRNA表达较1龄大黄鱼极显著下调(P<0.01),而TRα表达没有显著变化;肌肉中TRαmRNA表达2龄鱼较1龄鱼极显著上调(P<0.01),而TRβ表达未见显著差异。大黄鱼两种甲状腺激素受体基因表达呈现不同的组织分布和年龄相关变化模式,提示它们在大黄鱼生长和代谢调节中可能起不同的作用。     

Let-7d在牙鲆变态发育期间的表达及靶基因预测

MicroRNAs(miRNAs)通过抑制编码基因的转录调控关键的生物学进程。研究发现,let-7是时序发育过程中的重要调控因子,在促进幼体向成体转变的发育过程中起着极其重要的作用。利用Solexa测序技术从牙鲆中成功鉴定出let-7家族的10个成员((let-7a,let-7b,let-7c,let-7d,let-7e,let-7f,let-7g,let-7h,let-7i,let-7j)。相对于let-7家族其他成员,let-7d的拷贝数最多,推测其在牙鲆发育过程中扮演着更重要的角色。运用实时荧光定量PCR方法分析let-7d在牙鲆变态发育不同时期的表达,结果发现,在对照组和甲状腺激素处理组,let-7d的表达模式类似:前5个时期(孵化后17 d,17dph;变态Ⅰ期,20 dph;变态Ⅱ期,23 dph;变态Ⅲ期,29 dph;变态Ⅳ期,36dph)表达量逐渐上升;变态晚期(36 dph)达到高峰;变态结束(41 dph)表达量呈现下降的趋势。定量结果显示,甲状腺激素下调let-7d的表达,与对照组呈显著性差异(P<0.05)。对牙鲆不同组织中let-7d的表达情况分析表明,let-7d主要存在于牙鲆的头部(脑,鳃,心脏)。靶基因预测发现,在目前已公布的482条牙鲆mRNA序列中,其中有30条mRNA的3’非翻译区(3’-UTRs)存在let-7d结合位点。这些预测的靶基因涉及到发育过程的许多方面:蛋白折叠,细胞分化,信号转导,病毒免疫反应和信号通路等。这些结果说明,let-7d在调控牙鲆从仔鱼向稚鱼转变的变态发育过程中起着极其重要的作用。     

牙鲆lin-29基因的全长cDNA克隆、鉴定及其在早期发育中的表达分析

通过PCR技术,从牙鲆(Paralichtys olvaceus)总RNA中获得牙鲆lin-29基因c DNA序列,该序列全长1 769 bp,包括1 329 bp开放阅读框,编码442个氨基酸,预测其是一种多锌指结构蛋白;氨基酸序列对比分析显示,牙鲆LIN-29与大黄鱼(Larimichthys crocea)的同源性最高,达95.25%;系统进化树分析表明,牙鲆与其他鱼类聚集一支,并且与罗非鱼的进化关系最近。荧光定量PCR显示,在牙鲆胚胎和仔鱼发育阶段,以原肠胚期lin-29表达量最高;组织表达分析表明,脑中表达最高,肌肉中最低。外源甲状腺激素(TH)在牙鲆仔鱼发育初期(TH处理后2 d、5 d)下调lin-29表达,TH处理后21 d(36 dph)和26 d(41 dph)上调lin-29基因表达,同时,硫脲(TU)处理均显著上调lin-29表达。结果显示牙鲆lin-29基因可能在牙鲆早期发育过程中扮演着重要的角色,为进一步研究lin-29在牙鲆生长发育中的功能奠定基础。     

褐牙鲆早期发育阶段CRH基因表达及 受甲状腺激素的影响

[目的]探析褐牙鲆仔鱼早期发育阶段促肾上腺皮质激素释放激素基因(CRH)的表达情况及受甲状腺激素的影响作用,为开展牙鲆的人工繁育提供科学依据.[方法]通过实时荧光定量PCR检测褐牙鲆早期发育阶段CRH基因表达量,以ELISA测定褐牙鲆仔鱼甲状腺激素(T3和T4)水平,并测定经外源T3浸泡处理后早期发育褐牙鲆仔鱼CRH基因表达量的变化情况,探究CRH和甲状腺激素在褐牙鲆早期发育阶段的影响及作用关系.[结果]1~8日龄褐牙鲆仔鱼CRH基因相对表达量呈先升高后降低的变化趋势,在5日龄达最高值,显著高于其他日龄的仔鱼(P<0.05,下同).10~42日龄褐牙鲆仔鱼CRH基因主要在其头部表达,尾部CRH基因的相对表达量随着生长发育的进程而逐渐增加.褐牙鲆仔鱼变态前期甲状腺激素T4含量逐渐增加,变态高峰期迅速升高,在变态后期呈下降趋势.较其他早期发育时期,甲状腺激素T3在褐牙鲆变态期维持高水平,但含量低于甲状腺激素T4.22日龄褐牙鲆仔鱼经50 nmol/L外源T3处理2 h后,其头部和尾部CRH基因的相对表达量显著升高;但以外源T3处理8 h后,无论是头部还是尾部,CRH基因的相对表达量均呈显著下降趋势.[结论]褐牙鲆早期变态发育需CRH基因高表达及甲状腺激素积累,二者对褐牙鲆早期变态发育阶段具有重要作用并呈互相代偿效应.     

Western印迹法检测IGF-Ⅰ及其受体蛋白在牙鲆仔鱼变态中的表达

利用Western印迹法对胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-1,IGF-Ⅰ)及其受体(IGF-Ⅰreceptor,IGF-ⅠR)蛋白在牙鲆仔鱼发育变态阶段的表达进行分析。结果显示IGF-Ⅰ蛋白在仔鱼变态前(17 d)和变态起始阶段(21 d)免疫活性较强,而在变态期间降低;IGF-ⅠR蛋白在变态起始阶段的表达与IGF-Ⅰ类似,但在变态期间与IGF-Ⅰ相反,具有相对丰富的表达。这些结果为进一步研究IGF-Ⅰ及其受体在牙鲆变态中的生理意义奠定了基础。     

牙鲆变态发育过程中epigen基因的空间表达分布

细胞分裂在鲽形目鱼类变态过程中发挥了重要作用。Epigen作为表皮分裂原,通过激活MAPK通道来调控有丝分裂。以前的研究利用定量PCR表明,epigen在变态前期表达量升高,而变态后期表达量下降,表明其与变态发育相关。为了进一步调查epigen与牙鲆变态发育的关系,利用RNA整体原位杂交技术检测了epigen在变态期牙鲆体内的空间表达分布,发现在变态期的各个阶段,epigen基因表达分布均比较广泛,表皮、鳃、肝脏、肠道、鳍条、支鳍骨、肌节等组织都有表达,在牙鲆变态前和变态早期(E期)信号较强,而在变态高峰期(F期和G期)和变态后期(H期)信号逐渐变弱。Epigen空间表达分布模式提示,其作为表皮分裂原,可能广泛参与牙鲆变态发育早期事件,尤其可能与肝脏、肠道、支鳍骨和鳍条的发育有关。     

甲状腺激素受体在围生期甲亢母鼠心脏中的差异表达

[目的]研究围生期甲亢母鼠心脏中甲状腺激素受体在mRNA水平的差异表达。[方法]首先建立妊娠合并甲亢模型,取围生期(孕16 d、孕18 d、孕20 d、产后5 d、产后10 d)母鼠心脏组织,提取总RNA。采用实时定量PCR方法,检测TRα1、TRβ1的表达量变化。[结果]与正常母鼠相比,在围生期甲亢大鼠心脏中TRα1表达量在孕16 d上调213%,孕18 d上调64%,产后5 d上调888%,产后10 d上调200%。除产后10 d外,TRβ1变化不显著。[结论]甲亢可以引起围生期大鼠TRα1在mRNA水平的表达量上调,TRα1的表达量与心功能的维持密切相关。     

牙鲆早期发育和变态期间Pitx2基因的表达

Pitx2基因被认为是脊椎动物中调节内脏器官左右不对称的关键转录因子。为进一步探讨牙鲆变态期间的左右不对称是否也受Pitx2的左特异活性调节,采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),拟在变态的牙鲆的头部组织中克隆编码Pitx2基因的部分cDNA序列,并通过以18s rRNA为内标的半定量RT-PCR研究其在牙鲆早期发育和变态期间的表达情况。克隆和测序的结果表明Pitx2在牙鲆早期发育和变态期间也存在基因表达;而半定量的结果表明它的左特异性功能很可能在变态的早期阶段发挥作用。但是,牙鲆变态期间的右眼移动是否受Pitx2的左特异活性调控,以及变态期间的左右不对称和内脏器官的左右不对称是否拥有相同的分子机制,仍需进一步研究。     

牙鲆胚后发育阶段HDAC1基因的空间表达

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)可通过调节染色质结构和抑制特异性转录因子活性来调控细胞生长和分化。鉴于HDACs在蝌蚪变态发育过程中的作用,本研究克隆了牙鲆(Paralichthys olivaceus)HDAC1基因全长cDNA序列,并调查了其在牙鲆变态前和变态阶段的空间表达。牙鲆HDAC1全长cDNA序列为2 540 bp,包含长度为126 bp的5'UTR,1 470 bp的ORF和944 bp的3'UTR。HDAC1基因在牙鲆变态前以及变态阶段均有表达,这和蝌蚪中仅在变态前表达的现象不同。HDAC1在冠状幼鳍上的表达是随着幼鳍原基的生长发育逐渐增强的,直至冠状幼鳍分化成形后,基因表达减弱;随着牙鲆仔鱼肠道的变粗变短,HDAC1在肠壁的表达强度逐渐增强,孵化后第16天(16DAH)开始减弱并最终消失;鳍褶中HDAC1在9DAH开始表达,18DAH时主要在鳍褶基部表达,进入变态阶段,HDAC1可见在支鳍骨上表达,在变态高峰期表达最为强烈。在整个变态发育期HDAC1在鳃上均表达,变态开始后表达逐渐增强,而到变态后期表达减弱。牙鲆变态前及变态阶段的HDAC1基因表达模式表明,HDAC1参与了牙鲆冠状幼鳍、鳍条、肠道等多种器官的发育调控以及变态阶段眼睛移动的过程。     

牙鲆epigen基因的克隆以及在变态过程中的表达

为了调查表皮细胞分裂原epigen基因是否与牙鲆变态发育有关,分析了从变态期牙鲆仔鱼cDNA文库中测序得到的epigen基因。发现epigen基因编码162个氨基酸,具有信号肽序列,一个跨膜结构域和EGF-like结构域。EGF-like结构域包含有可形成3个二硫键的6个半胱氨酸残基,是表皮生长因子家族的结构特征。此外,利用荧光实时定量RT-PCR,调查了epigen基因在牙鲆眼睛移动过程中的变化。相比眼睛移动之前(17DAH,day after hatching),epigen基因在眼睛移动初期(19DAH)表达明显增强,为17DAH时的2.363倍;而在眼睛移动过程的高峰期(23DAH),表达量明显回落,相对19DAH的表达量降低了80%;变态结束后(27DAH)epigen基因的表达没有重新增强或进一步的回落,提示epigen基因可能与眼睛移动初期的变态发育事件有关,而与变态高峰期和变态后期的发育事件关系不明显。     

牙鲆早期发育和变态期间Pitx2基因的表达(英文)

Pitx2基因被认为是脊椎动物中调节内脏器官左右不对称的关键转录因子。为进一步探讨牙鲆变态期间的左右不对称是否也受Pitx2的左特异活性调节,采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),拟在变态的牙鲆的头部组织中克隆编码Pitx2基因的部分cDNA序列,并通过以18s rRNA为内标的半定量RT-PCR研究其在牙鲆早期发育和变态期间的表达情况。克隆和测序的结果表明Pitx2在牙鲆早期发育和变态期间也存在基因表达;而半定量的结果表明它的左特异性功能很可能在变态的早期阶段发挥作用。但是,牙鲆变态期间的右眼移动是否受Pitx2的左特异活性调控,以及变态期间的左右不对称和内脏器官的左右不对称是否拥有相同的分子机制,仍需进一步研究。     

牙鲆Toll样受体1基因全长cDNA的克隆及特征分析

[目的]克隆牙鲆TLR1(Toll like receptors)全长基因,并对其结构特征和表达规律进行分析。[方法]采用同源克隆和快速扩增cDNA末端技术,从牙鲆头肾组织中克隆出TLR1基因cDNA全长序列,并对该基因进行生物信息学和表达模式分析。[结果]牙鲆TLR1基因cDNA全长2 947 bp,开放阅读框(ORF)2 418 bp,编码805个氨基酸,包括26个氨基酸组成的信号肽、2个跨膜区、6个富含亮氨酸重复结构域(LRR)和一个TIR结构域(Toll/interleukin(IL)-1 receptor)。该蛋白的分子量为91.15 kDa,等电点为6.49。氨基酸序列同源性分析显示,牙鲆TLR1基因与其他脊椎动物的TLR1基因序列全长同源性达到69%～35%,TIR序列的同源性达到84%～62%。在系统发生树上牙鲆的TLR1基因首先与斜带石斑鱼聚类。通过荧光定量qRT-PCR检测,结果显示牙鲆TLR1基因的mRNA主要表达于肝脏、心脏和脾脏等组织。[结论]该研究结果为进一步研究TLR1基因的功能和开发牙鲆免疫增强剂奠定了基础。     

牙鲆Follistatin基因启动子克隆与分析

为研究海水鱼中Follsitatin基因的组织表达特异性,利用PCR方法获得牙鲆Follistatin基因启动子并进行序列分析,用RT-PCR和显微注射方法研究Follistatin基因与肌肉发育的关系.结果表明,所获得的启动子含有USF、F47、MyoD、NF-Y等多种转录因子结合位点;在牙鲆成体组织中,Follistatin基因在体肾、肠、心脏、头肾、脾中有表达,而在肌肉和肝脏中没有表达;显微注射证明Follistatin基因参与了肌肉的早期发育.     

牙鲆纤维蛋白原相关蛋白(FREP1)基因的克隆和表达分析

利用RACE-PCR技术获得了牙鲆FREP1(fibrinogen-related protein)基因1 131 bp cDNA全长序列,其中开放阅读框786 bp,所编码的蛋白C端含有纤维蛋白样结构域标签(WWYSRCGSAGLNG).RNA整体原位杂交检测发现只在孵化后2d和5 d(2 dph、5 dph)仔鱼的肠道中有FREP1基因表达,而在9 dph和13 dph仔鱼胸鳍、肠道、鳃和皮肤中均有表达.荧光定量PCR检测显示该基因主要在成鱼的肠、鳃、皮肤和鳍条上表达,而脾脏、心脏、肾脏、肝脏和肌肉表达量很低或没有表达.鳍条和皮肤较其他组织均有极显著差异(P＜0.01),鳃和肠相比其他组织具有显著差异(P＜0.05).由于该基因主要在鳍条、皮肤、肠和鳃中表达,提示FREP1基因可能和牙鲆先天性免疫相关.研究亮点:FREP在鱼类免疫方面的报道很少,本研究所克隆的牙鲆FREP1,不管是牙鲆仔鱼还是成鱼,其仅在与外界直接接触的皮肤、鳃、肠道等组织中表达,提示其与牙鲆的先天免疫相关.