鱼类促性腺激素抑制激素及其受体的研究进展

促性腺激素抑制激素是2000年由日本学者首次从鹌鹑脑中分离出的一种新型下丘脑神经肽,通过其受体介导参与机体的生长、生殖以及摄食等生理过程。迄今,只在金鱼、斑马鱼、星点东方鲀、罗非鱼以及斜带石斑鱼等几种鱼中鉴定出促性腺激素抑制激素。目前,鱼类促性腺激素抑制激素的生理学功能研究相对较少,且存在争议。鱼类促性腺激素抑制激素及其受体的表达调控以及其他生理学功能仍有待进一步研究。本研究简要总结鱼类促性腺激素抑制激素及其受体的研究进展,并对促性腺激素抑制激素的生理学功能进行概括讨论,旨在加深对鱼类促性腺激素抑制激素的认识和了解,为进一步研究做铺垫。     

牙鲆脑中促性腺激素释放激素受体的克隆和鉴定

GnRH（gonadotropin-releasing hormone）是下丘脑-垂体-性腺轴中重要的十肽信息分子，在所有的脊椎动物的生殖神经内分泌调控中具有重要的作用。GnRH成熟的十肽沿着轴突被运送到下丘脑正中隆起（median eminence）末端，然后进入下丘脑垂体门脉循环（hypothalamo hypophyseal portal circulation）（四足动物）或直接通过轴突末梢（大多数硬骨鱼）把信号传递给刺激性腺的细胞，与特异性受体结合，刺激促性腺激素（GtHs，gonadotropins）的合成与释放，参与脊椎动物繁殖的起始和维持正常生殖功能。伴随着GnRH的研究，研究者对鱼类GnRH受体的研究也越来越感兴趣，牙鲆（Paralichthys olivaceus）是中国重要的海水养殖鱼类，本研究从牙鲆脑组织中克隆得到全长的Type Ⅰ GnRH受体，并对其组织特异性表达作了分析，为牙鲆的神经生殖内分泌研究奠定了一定的基础。 在本研究中，以海水养殖牙鲆为材料，从牙鲆脑组织中采用巢式PCR、5′-和3′-RACE技术克隆得到了1671bp牙鲆促性腺激素释放激素受体（GnRH-R）全长cDNA序列，包括147bp的5′-UTR、1248bp的开放阅读框和276bp的3′-UTR，GenBank登录号是DQ011872。牙鲆GnRH-R和其他物种GnRH-R的氨基酸序列的多序列比对结果显示，其存在许多保守的特征，牙鲆GnRH-R显示有3个主要的功能区域：1个N端胞外结构域（1～44个氨基酸残基）、1个大的跨膜结构域（45～324个氨基酸残基）和1个C端细胞质区域（325～415个氨基酸残基）。空间结构预测显示牙鲆GnRH-R跨膜区域包含7个高度保守的跨膜α螺旋（45—64、76—95、114—135、156—176、207—224、267—286、305—324），这些α螺旋是受体锚定到细胞膜上必需的。 氨基酸序列系统进化分析表明，牙鲆GnRH-R与琥珀鱼GnRH-R1具有高度同源性（85％同源性）。已知的硬骨鱼GnRH—R基因的系统进化分析表明，存在两种类型的GnRH-R基因：Type Ⅰ GnRH—R和Tpye Ⅱ GnRH-R基因。在牙鲆GnRH—R的氨基酸序列中，具有Type Ⅰ GnRH—R共有的典型基序：CAFVT（TMⅢ）和DlLEGKVSHSLTH（TMⅦ开始的序列处），表明克隆得到的牙鲆GnRH-R属于Type Ⅰ GnRH—R。 GnRH-R跨膜α螺旋之间的区域形成了胞内或胞外loops，这些区域参与受体信号转导和肽选择性功能上。牙鲆GnRH-R在TMⅢ的细胞质边界处具有一个保守的DRQSA／（DRXXXI／V）基序，这个基序被认为参与G蛋白偶联信号转导和GnRH肽诱导受体的激活；另一个保守的区域是位于TMⅦ内的NPXXY或DPXXY基序同样存在于牙鲆中（DPVIY），这个基序参与到一些GPCRs（包括GnRH-R）的内在化（internalization），同时这个基序特别是基序中的Tyr残基对于受体激活和信号转导起到关键作用。在第三个胞内loop中，鱼类GnRH—R有个保守的Ala残基（在牙鲆中为Ala^250），其也在G蛋白偶联和受体内在化方面具有重要作用。 在哺乳动物或非哺乳动物GnRH-R中，在第一个和第二个胞外loop之间由2个Cys形成1个保守二硫桥，是受体的正确折叠必需的。和其他的GnRH-R一样，牙鲆GnRH-R在第一个和第二个胞外loop之间存在由2个Cys（Cys^112和Cys^190）可以形成的潜在的二硫桥。这个二硫桥的完全缺失将会影响受体的结构完整性和降低鱼类GnRH—R对GnRH肽的选择性。 GnRH-Rs的NH2-末端区域不是很保守，但含有糖基化位点，是GnRH—Rs表达、GnRH—Rs穿梭到细胞胞表面或受体稳定必需的。将mouse的GnRH—R糖基化位点引进到人GnRH-R中，可以增加受体的数量，但不影响受体结合力或肽选择性。牙鲆Type Ⅰ GnRH—R中在NH2-末端含有3个潜在的糖基化位点（N^11SSW、N^15GSS和N^22WTA），此外，在第一个胞外loop和第二个胞外loop中分别存在1个糖基化位点（N^100ITV和N^178VTI），牙鲆Type Ⅰ GnRH—R含有的糖基化位点比哺乳动物要多，牙鲆糖基化位点的数目是否／怎样影响牙鲆GnRH-R的表达、降解率或亲和力，应该进一步研究。 在牙鲆GnRH-R的第一个胞内Ioop中，存在1个和tGnRH-R Ⅲ基序（^80KRKSH^84）一致的基序（^69KRKSH^74），这个基序是Gs识别基序（BBXXB，B代表碱性氨基酸，X代表任何一种氨基酸）。已经证明这个基序和cAMP产生相关，cGnRH-Ⅱ能通过cAMP-PKA途径提高stbGnRH-R在COS7细胞中的活性。 和其他非哺乳动物GnRH-Rs相似，牙鲆GnRH-R含有1个C-末端细胞内尾巴。这种胞内尾巴是鱼类GnRH-Rs功能必需的，在第三个胞内loop中，牙鲆GnRH-R含有2个PKC磷酸化位点（^233SKR^235和^262TLK^264）；在C端尾巴中，存在1个PKC磷酸化位点（^402TAR^404）。牙鲆GnRH-RC-末端尾巴中含有鱼类GnRH-R具有的Src同源区3（SH3）结合区域（PxxP序列）（^340PPAP），能够潜在地传送偶联的能力到丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs），GnRH通过PKC和PKA调控GtHα和LHβ转录，二者都集中于MAPK水平。 RT—PCR分析表明，GnRH-R在牙鲆脑和垂体有表达，暗示牙鲆GnRH-R参与到生殖行为如产卵行为；RT-PCR也检测到牙鲆GnRH-R在卵巢和睾丸中有表达，其能与牙鲆cGnRH-Ⅱ和sbGnRH在卵巢中共表达，GnRH肽在卵巢中具有自分泌／旁分泌功能，对牙鲆卵巢中的GnRH受体可能起到调控作用。[中国水产科学，2006，13（4）：536—546]     

硬骨鱼类促性腺激素分泌调控的研究进展

综述了国内外有关硬骨鱼类促性腺激素分泌调控的研究进展,包括硬骨鱼类促性腺激素类型、促性腺激素分泌调控、促性腺激素基因表达调控等。     

镉对鲤血清促性腺激素和生长激素的影响

采用ＣｄＣｌ２浸没法处理鲤，研究镉对鲤血清促性腺激素（ＧｔＨ）和生长激素（ＧＨ）水平的影响，结果表明，较镐浓度镉（ＣｄＣｌ２９ｍｇ／Ｌ）处理引起血清ＧｔＨ水平降低，ＧＨ水平升高，提高水中钙浓度，能使由镉引起的ＧｔＨ水平的降低恢得取正常水平，并对镉引起的ＧＨ水平升高起延迟作用，镉处理使鲤对ＬＨＲＨ－Ａ刺激ＧｔＨ分泌的反应性下降，提高水中钙浓度也不能恢复正常，实验结果提示，镉引起的ＧｔＨ和ＧＨ的变化可     

促性腺激素释放激素类似物促进鱼类生长激素分泌和生长

采用离体灌流孵育和腹腔注射方法,研究鲑鱼促性腺激素释放激素(GnRH)类似物 sGnRH-A(Arg~6Trp~?Leu~3Pro~?NEt-LHRH)和哺乳类GnRH类似物LHRH-A(Ala~5Pro~?-NEt-LHRH)对鲤鱼脑垂体生长激素(GH)分泌的直接刺激作用以及对草鱼鱼种 GH 分流和生长的促进作用。2分钟脉冲式 sGnRH-A 和 LHRH-A 以剂量依存形式直接刺激离体灌流孵育的鲤鱼脑垂体 GH分泌,且 sGnRH-A 刺激GH 分泌活性显著高于 LHRH-A。腹腔注射两种剂量(0.01μg/g 体重/周和0.001μg/g 体重/周)的 sGnRH-A 或LHRH-A(每周一次,共 6周)都能显著提高草鱼鱼种相对体重和相对体长生长率,并促进草鱼鱼种血清 GH 水平提高。sGnRH-A 和 LHRH-A 促进生长的作用是剂量依存的,且sGnRH-A的促进生长作用显著高于 LHRH-A。     

鲤鱼脑垂体中促性腺激素含量的周年变化

经丙酮干制的垂体粉用40％乙醇抽提，冷冻干燥，用放射免疫测定法测定鲤鱼垂体中促性腺激素含量的周年变化。年平均含量为56．1微克／毫克。2月份临近产卵期时，雌、雄鲤鱼垂体中的促性腺激素含量都达到最大值(雌鱼为154．0微克／毫克，雄鱼为160．0微克／毫克)。雄鱼9月份含量最低(8．3微克／毫克)，雌鱼10月份含量最低(3．8微克／毫克)，并分别在10月份和11月份后开始逐渐上升。其周年变化并与其性腺的发育成正相关关系。     

促黄体素释放激素和多巴胺拮抗物对鲇促性腺激素释放的作用

以珠江流域鲇为研究对象，分别在性腺发育早期、性腺发育晚期、性腺发育成熟与产卵前期、性腺退化期注射促黄体素释放激素类似物和多巴胺D2受体拮抗物，处理后6h、12h、24h测定血液中的促性腺激素水平变化。结果表明，在性腺发育的各个时期，促黄体素释放激素类似物和多巴胺D2受体拮抗物联合注射能显著剂激鲇促性腺激素分泌；鲇脑垂体促性腺激素的分泌受下丘脑释放的促性腺素释放激素和多巴胺的双重调节，多巴胺只能抑制促性腺素释放激素诱导的促性腺激素分泌。在建立鲇人工繁殖技术时，可采用促黄体素释放激素类似物和多巴胺D2受体拮抗物联合注射方法。     

鲤鱼血清中促性腺激素、17β雌二醇含量的周年变化

应用放射免疫测定法,对雌、雄鲤血清中促性腺激素(GTH)和17β-雌二醇(17β-E_2)的含量进行周年测定。GTH的常年分泌量,雌鲤平均为8.94±5.94ng/ml(12月份含量最低,峰值在1月份);雄鲤常年平均为8.72±5.20ng/ml(10月份含量最低,峰值在11月份)。17β-E_2的含量,雌鲤1-4月份较高,平均为2019.48±754.49pg/ml(全年峰值在2月份)。产卵季节后,卵巢开始退化,17β-E_2含量下降。5—8月平均为454.58pg/ml,产卵前后差异性显著。这表明性腺的发育和成熟与血清中17β-E_2含量变化的密切相关性以及雌二醇对GTH分泌的反馈抑制作用。     

草鱼、鲢鱼催产前后血液中促性腺激素含量的变动

应用放射免疫测定法,研究了草鱼、鲢鱼催产前后血液中GTH含量的变化。催产后草鱼、鲢鱼血液中GTH的含量增加到“排卵阈值”水平,也就是比产卵前增加30-40倍,产卵活动才能实现。由此阐述了鱼类也象其他脊椎动物一样,存在着丘脑下部——垂体——性腺系统的调节机制。     

鲤促性腺激素放射免疫测定方法的改进——聚乙二醇的应用

本文报道一种快速的鲤促性腺激素放射免疫测定法。用微晶纤维素提纯^125I-促性腺激素和采用聚乙二醇分离游离的和与抗体结合的抗原。     

促黄体生成素释放激素类似物对团头鲂血清中促性腺激素和17β-雌二醇含量变动的研究

本文报道了团头鲂(Megalobrama amblycephala)血清中17β-雌二醇放射免疫的测定方法,将所建立的测定方法用于鱼类血清测定,并对方法的准确性(回收率92.8±8.16％)、特异性(抗血清与雌酮、雌三醇的交叉反应分别为<3.20％、<2.99％)和灵敏度(2.36—2.50pg)作了检验。标准曲线的r=-0.998,s=0.023-0.051,检测范围为10—400pg/管。 团头鲂催产后血清中促性腺激素(GTH)含量增高,为产卵前的17倍左右,而未产卵个体的GTH含量则为产卵个体产卵前的3—5倍。与草鱼和鲢鱼一样,当血清中GTH达到一定浓度时,才能实现产卵。 随着团头鲂卵巢的发育,血清中17β-雌二醇(17β-E_2)含量和成熟系数同步逐渐上升,至第Ⅳ期卵巢发育成熟阶段,血清中17β-E_2含量形成一个高峰,达到2004.11±1136.31pg/ml,可作为卵母细胞卵黄迅速积累的指标。过后,血清中的17β-E_2含量略有下降,催产前为1392.71±399.09和1219.29±420.51pg/ml,产卵后,血清中17β-E_2含量在短时间内迅速下降到346.71±129.51和324.28±228.00pg/ml。 雄鱼则与雌鱼相反,17β-E_2含量随精巢发育而逐渐下降,并一直维持在一个低水平。     

促性腺激素诱发大西洋鲑卵黄发生期卵巢滤泡释放性类固醇激素的离体研究

提要应用大麻哈鱼(Oncovhynchus keta)促性腺激素(GTH)诱发大西洋鲑(Salmosalar)卵黄发生期的离体卵巢滤泡(直径为3．4毫米)产生性类固醇激素的研究表明，不论用0．1或1微克／毫升GTH刺激，经培育10天后，未出现卵母细胞卵核消失的现象，卵核偏位也不明显。对培养液中17α，20β-双羟孕酮(17α20βP)的积累浓度测定结果，仅1微克／毫升GTH组含少量的17α20βP；0．1微克／毫升GTH组，培养液中雌二醇的积累浓度明显高于对照组和1微克／毫升GTH组，并为后者的两倍。除雌二醇外，孕酮，17α-羟孕酮，17α20βP，雄烯二酮和睾酮的产生，都呈现对GTH剂量的依赖关系，1微克／毫升GTH组的产生量明显高于0．1微克／毫升GTH组和对照组。离体研究的结果表明，处于卵黄发生期的卵巢滤泡对低剂量(0．1微克／毫升)和高剂量(1微克／毫升)GTH的反应不同。低浓度的GTH，引起性类固醇激素生物合成的途径沿着形成雌二醇的方向进行，雄激素被芳香化成雌激素，雌二醇再而刺激肝脏合成卵黄物质的前体，从而促进卵黄发生。高浓度的GTH，有抑制雌二醇合成的作用，而是促使卵母细胞向着最终成熟的方向发展，使性类固醇生物合成的途径转向形成大量雄激素和孕激素，特别是17α20βP。这与已充分生长和卵黄积累完成的卵巢滤泡离体试验的结果一致，与活体观察以上各种性类固醇激素的变化一致。     

卵巢不同成熟期的白鲢雌鱼脑垂体中促性腺激素含量的动态

当前，激素刺激鱼类性腺机能的方法已广泛用于养鱼实践中。可是，在激素调节鱼类性周期这一方面，虽然有大量新资料，但是性腺激素对各不同发育和成熟时期性细胞的作用机制问题，仍有很多争论。众所周知，鱼类脑垂体的促性腺激素活性与卵巢中发生的性周期过程密切相关。脑垂体激素的积累、     

产卵季节LRH-A对鲤、鲢、草鱼促性腺激素分泌的诱导

多年使用LRH-A催产的经验说明，不同鱼类对LRH-A的敏感性不同。为探索催产条件的规律，我们曾测定池塘中能自然产卵的鲤和不能自然产卵的草鱼、鲢产卵季节血清促性腺，激素(sGTH)的日周期变化。本文则观察和比较心脏灌注LRH-A后1小时和2生小时之内sGTH的变化。     

血浆促性腺激素和性类固醇的年、日变化与真骨鱼类性腺周期的关系

刺激鱼类的各种外界因子综合作用于中枢神经系统。它们与下丘脑——垂体——性腺系统相互作用，因此在一定程度上，随着激素分泌的变化，促进配子形成和产卵。     

外源性促性腺激素诱导日本鳗鲡精子发生和成熟的作用机制

用兔抗血清对抗促黄体素生成素受体（LHR）或称绒毛膜促性腺激素受体（CGR）和雄激素受体（AR）进行LHR和AR免疫组织化学定位,以揭示外源性促性腺激素（鲤脑垂体激素和hCG）诱发日本鳗鲡精子发生及其内分泌机制。结果表明,经过注射激素处理后的实验组与注射前的对照组相比较,其精巢发育和精子发生出现十分显著的变化。组织学切片观察显示,激素处理前鳗鲡精巢处于精原细胞增殖期,而两种激素混合注射后第10天,实验组可见精小叶中精原细胞的有丝分裂和初级与次级精母细胞的数量显著的增加。注射后第35天,靠近生殖上皮除有少量精原细胞外,精小叶中有大量初级精母细胞和次级精母细胞和少数精子细胞以及管腔中存在少量精子。在注射后第83天,日本鳗鲡完成了精子发生和精巢发育成熟以及释精。免疫组织化学染色结果进一步揭示,激素处理前,LH受体免疫活性分布在生殖上皮,显示强的免疫阳性反应;激素处理后,LH受体定位在Sertoli细胞和间质细胞以及精原细胞和初级与次级精母细胞的胞膜上,均显示强的免疫阳性反应。激素处理前,雄激素受体定位在生殖上皮和早期生精细胞的胞膜上;激素处理后,AR则定位在这些生精细胞的核或胞质,而精子细胞和精子显示免疫阴性反应。这些结果首次证明了这两种激素诱导鳗鲡精子发生和成熟的作用机制是通过LH受体和雄激素受体的介导。     

半滑舌鳎促性腺激素α亚基cDNA的克隆及组织表达特征

采用同源克隆和末端快速扩增（RACE）方法,从半滑舌鳎脑垂体中克隆了促性腺激素α亚基（CGα）全长cDNA（GenBank序列登录号：JQ364953）.半滑舌鳎CGα基因全长685bp,其开放阅读框384bp,编码含127个氨基酸的蛋白,N端33个氨基酸为信号肽.半滑舌鳎CGα成熟肽与其他脊椎动物CGα成熟肽结构特征相似,具有10个半胱氨酸残基和两个N-糖基化位点.CGα成熟肽序列分析表明,半滑舌鳎CGα与鲽形目和鲈形目鱼类CGα同源性为60％～70％,与鲤形目鱼类CGα同源性为55％～60％.实时荧光定量RT-PCR结果表明,半滑舌鳎CGα mRNA在被检测的12个组织中均有表达,除头肾和脾脏、脾脏和肝脏间表达量差异不显著外,其他组织间表达量差异显著（P＜0.05）;CGα mRNA在垂体组织中大量表达,其次是鳃、肾脏、肌肉、卵巢和脑组织,而在心脏、头肾、肝和脾等组织中表达量很低.本研究为进一步探讨促性腺激素在半滑舌鳎繁殖生理中的作用机制奠定基础.     

长吻鮠人工催产及脑垂体促性腺激素细胞的超微结构的变化

通过对催产和未催产的长吻鮠脑垂体中腺垂体促性腺激素分泌细胞（ＧＴＨ 细胞） 的分泌活动分析,证实了用促黄体素释放激素类似物（ＬＲＨ－ Ａ） ５０μｇｋｇ 加ＤＯＭ５ｍｇｋｇ 混合注射催产长吻鮠,能有效地促使ＧＴＨ细胞分泌促性腺激素,诱导卵母细胞成熟和排卵,催产效果显著。超微结构的进一步观察,揭示了长吻鮠脑垂体ＧＴＨ 细胞中存在两种分泌颗粒,即分泌小球,直径１２００～２０００ｎｍ ,电子密度低;分泌颗粒直径３００ ～５００ｎｍ ,电子密度高。分泌小球释放与卵母细胞的发育成熟有关,分泌颗粒的释放则与排卵相关。     

外源性促性腺激素诱导日本鳗鲡卵子发生和卵巢发育成熟的机制

用兔抗促黄体素生成素受体(LHR)或称绒毛膜促性腺激素受体(CGR)、雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)的抗体对LHR,ER和PR进行免疫组织化学定位。目的在于揭示外源性促性腺激素(鲤鱼脑垂体提取物,CPE和人绒毛膜促性腺激素,hCG)诱发日本鳗鲡卵子发生和卵母细胞成熟的内分泌机制。结果表明,注射激素前后卵巢发育和卵子发生出现了十分显著的变化。卵巢组织学切片观察显示激素处理前鳗鲡卵巢发育处于卵黄发生早期,卵母细胞平均直径(220±0.01)μm。第一次注射这两种激素后10d,实验组卵母细胞中卵黄核分散在核的周围,核仁数量显著增加,多达18～20个左右,而对照组8～10个。第3和4次激素处理后,卵母细胞发育进入卵黄发生早-中期至中期,卵黄颗粒数量增加。第6和7次激素处理后,卵母细胞进入卵黄发生中后期到成熟期,卵母细胞胞质中充满卵黄颗粒,胞径和核径增加,分别为(570±1.39)μm和(128±1.19)μm,而对照组没有变化。其次,免疫组织化学染色结果显示LHR、ER和PR均定位在鳗鲡卵巢中卵母细胞胞质、核膜、核质、卵被膜和体细胞上。这里值得指出的是,从第3次和第4次激素处理后,这三种受体的定位各有特点,L...