摘要
生长乳素（Somatolactin,SL）是生长激素（Growthhormone,GH）/催乳激素（Prolactin,PRL）家族中的一员，是一种重要的垂体激素。目前为止，SL仅在鱼类中被发现，而在四足动物的进化过程中消失不见。多数硬骨鱼的SL包括α和β两个不同的亚型，它们在垂体的不同神经中间叶细胞中表达。SL被认为是一种多效性激素，可以参与生长、色素细胞发育、渗透压平衡、背景适应、脂质代谢等多种过程，但它的主要生物学功能与作用机制尚未被阐明。已有研究表明，SL的表达受到中枢神经内分泌的调节和外周信号的调控，但SL的上下游调控因子仍有待发掘和验证。基于此，本研究分别以斑马鱼和草鱼为研究对象开展实验，旨在探究SLα和SLβ在硬骨鱼类中的功能，并发掘和验证SL的上下游调节因子。 在斑马鱼中：序列比对显示SLα和SLβ的氨基酸相似度仅46.22%。组织表达分析显示SLα在脑、垂体和性腺中高表达，SLβ在脑、垂体和鳃中高表达。利用CRISPR/Cas9技术分别获得了SLα和SLβ的缺失突变体，并进行表型观察和验证。其中，SLα突变体1（Mutant1,M1）体色变浅；SLα突变体2（Mutant2,M2）雌性卵巢发育较好，而雄性个体瘦小，精巢发育不良；SLβ突变体M1和M2的性成熟个体中，卵巢和精巢均发育不良。与野生型斑马鱼相比，SLα缺失的雄性斑马鱼的繁殖成功率较低，SLβ缺失的雌雄个体的繁殖成功率都显著降低。slα-/-和slβ-/-斑马鱼垂体中lhβ和fshβ的mRNA水平均显著降低，slβ-/-精巢转录组结果显示cyp17a1和insl3的mRNA水平也显著降低，而腹腔注射SLβ重组蛋白的斑马鱼垂体中lhβ和fshβ，以及精巢中cyp17a1的mRNA水平均显著升高。综上所述，SLα和SLβ在斑马鱼的体色和生殖调控中发挥功能，且cyp17a1和insl3可能是SLβ作用于精巢的潜在下游调控因子。 在草鱼中：组织表达分析显示SLα和SLβ在垂体中高表达，在脑和性腺中也有表达。免疫荧光定位显示GH/PRL/SL分别分布在垂体的近端远侧部、吻端远侧部和中间部三个区域，其中SLα和SLβ分别由垂体中间部的不同细胞群分泌。通过对多种神经肽处理的草鱼垂体原代细胞的转录组进行分析，发现神经介肽B（NeuromedinB,NMB）和胃泌素释放肽（Gastrin-releasingpeptide,GRP）对SLα的诱导作用显著。组织表达分析显示NMB和GRP主要在脑中表达，它们的受体只在脑和垂体中有表达。离体实验结果显示，NMB能够以时间和剂量依赖性的方式显著诱导草鱼垂体细胞中SLα与SLβ的表达和分泌，且对SLα的诱导效果更强。受体选择性结果显示，NMB可以激活NMBR，而不是GRPR。药理学实验结果进一步表明，NMB诱导slα和slβ的mRNA表达依赖于AC/cAMP/PKA和PLC/IP3/PKC通路。综上所述，NMB通过激活NMBR及其偶联的AC/cAMP/PKA和PLC/IP3/PKC通路，可以诱导草鱼垂体中SLα和SLβ的表达和分泌。
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