斑马鱼Galanin receptor 1a基因的时空表达及其功能研究
甘丙肽，是一个29个氨基酸的神经肽（在人类中是30个氨基酸）。1983年其首次在猪的小肠中分离得到。哺乳动物中，甘丙肽在激素的调节、神经递质的释放、认知功能、摄食行为、肠道蠕动和分泌、神经发育及抑制癌细胞增殖方面起作用。甘丙肽发挥作用需要通过甘丙肽受体。已知有三种受体，GalR1、GalR2和GalR3，它们都是G蛋白偶联受体。每种受体在不同物种间序列相似性很高，但是同物种的各亚型之间相似性很低。三种甘丙肽受体的组织表达与功能也不尽相同。人类的GalR1主要表达在脑部和脊髓中，其在人类的生长、发育及胰岛素、葡萄糖和体内脂肪平衡的调节方面具有潜在的功能。GalR2在各组织中表达广泛，其参加的生理功能包括摄食、情绪调节、记忆过程、伤害感受、细胞生长、神经再生和生长素分泌等。GalR3在下丘脑、中脑和后脑中分布很少，但是在外周组织中表达较为广泛，其可能参与的生理过程包括情绪调节、摄食、垂体激素分泌、伤害感受和新陈代谢的调节。 与在哺乳动物中的广泛研究相比，甘丙肽及其受体在鱼类中的研究相对较少。甘丙肽受体在有些鱼类中的序列已得到，但是其分布情况和功能还鲜有报道。最近，我们通过对甘丙肽受体基因进化的研究发现，鱼类中缺失GalR3基因，且GalR1有两种形式（GalR1a和GalR1b）。进一步分析发现，斑马鱼GalR1a可能代表了在鱼类进化中的原始基因。为了探究鱼类中GalR1a基因的功能，本文检测了该基因的在成体中的组织分布与胚胎发育中的时空表达模式，并对其功能做了初步的研究。研究发现，GalR1a基因在斑马鱼成鱼中特异的表达于肠和脑组织，而斑马鱼 GalR1的另一种亚型GalR1b却是在各个组织中广泛的表达，GalR1a的表达特点跟哺乳动物中GalR1的表达模式极为相似；在胚胎发育时期，GalR1a的表达先降低再升高，呈母源性基因的表达特点，原位杂交的实验进一步显示在原肠胚期之前GalR1a的表达为泛表达，而体节期之后的基因表达却比较特异，集中在头部和腹部，进一步的切片原位杂交显示，GalR1a在肠中表达较显著，很接近成鱼的表达模式。不论是体内实验还是体外实验，饥饿皆可诱导GalR1a基因表达水平显著提高，且当重新喂食后，GalR1a的表达水平迅速的降低到正常的水平，表明饥饿对GalR1a的mRNA水平具有上调作用，这与哺乳动物中的研究结果相一致；相对于低脂喂食，高脂喂食的斑马鱼其GalR1a的表达水平也是显著升高，同时，在细胞转染实验中，脂肪酸（亚油酸）刺激也能显著提高GalR1a基因的表达，这也与啮齿类动物中的研究结果相一致。我们的研究结果进一步从功能上证明了斑马鱼中的GalR1a基因是跟哺乳动物的GalR1基因相似，而不是GalR2或者GalR3；另外，在转染了GalR1a基因的牙鲆鳃细胞中，脂滴形成的数量明显多于空转组和未经转染的细胞中脂滴的形成数量，说明GalR1a参与脂滴累积的调控，其机制还有待于进一步研究。本研究为深入揭示GalR1a的功能及进化奠定了基础。 另外，我们构建了GalR1a-pCS2-TALEN载体，为利用TALEN技术对斑马鱼GalR1a基因进行敲除奠定了基础，并为进一步利用突变的方法研究斑马鱼GalR1功能及其机理奠定了基础。
时空表达;GalR1a基因;斑马鱼;组织分布;胚胎发育
中国海洋大学
硕士
微生物学
刘振辉
2013
中文
Q754
91
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）