KISS-1/GPR54基因及其在生殖中的作用

KISS-1及其受体GPR54基因对青春期的正常启动具有重要作用。青春期开始前后,动物下丘脑中KISS-1和GPR54 mRNA水平很高,Kisspeptins(KISS-1基因产物)通过激活GPR54增加促性腺激素的释放,KISS-1基因的表达受性腺类固醇激素的调控。GPR54基因突变可以导致人和鼠的特发性促性腺激素分泌不足性腺机能减退症和促性腺激素依赖性性早熟。文章还介绍了KISS-1、GPR54基因的结构、表达、多态性以及和其它生殖调控因子之间的相互关系。

GPR54基因在绵羊不同组织中的表达及其在睾丸中的定位研究

试验旨在研究GPR54（G-protein coupled receptor54）基因在绵羊不同组织中的表达及其在4～6月龄公羔睾丸组织中的表达特性及定位。本研究采用实时荧光定量PCR法检测各组织GPR54mRNA表达规律，以及其在不同月龄公羔睾丸中的表达量，运用免疫组化技术对睾丸中GPR54基因进行定位分析。结果显示，GPR54在不同组织中均有不同程度的表达，其中在下丘脑、垂体和睾丸中大量表达；GPR54在4～6月龄绵羊公羔睾丸组织中呈阶段性表达，6月龄表达量显著高于4和5月龄（P〈0．05）；4月龄时，在精原细胞和极少数的初级精母细胞中检测到较弱的阳性信号；6月龄性成熟时，在睾丸中分裂早期的精子细胞检测到强阳性信号。综上表明，GPR54基因在绵羊不同组织中广泛表达，在下丘脑一垂体一睾丸生殖轴中发挥重要的作用，并与动物的性成熟及雄性动物精子发生过程有密切的关系。

复方地黄合剂对青春期大鼠下丘脑KiSS-1与GPR54及Ghrelin mRNA表达的影响

目的探讨中药复方地黄合剂对青春期大鼠性发育的调节作用及可能的作用机制。方法将16只SPF级4周龄SD雌性大鼠随机分为两组,正常组予0.9%NaCl溶液灌胃,中药组予复方地黄合剂灌胃。每天观察大鼠阴道口开放(VO)时间;干预2周后计算子宫、卵巢指数;Real-time荧光定量PCR法检测下丘脑组织KiSS-1及其GPR54和GhrelinmRNA的表达;ELISA法检测血清卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、Ghrelin以及胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的表达浓度。结果中药组VO时间平均推迟约7d,子宫、卵巢指数较正常组均明显降低(P<0.01);中药组血清LH、Ghrelin均显著降低(P<0.01),而对FSH、IGF-1无明显影响(P>0.05);中药组KiSS-1、GPR54mRNA表达量分别降低至正常组的0.22和0.17倍,差异有显著性(P<0.01),而GhrelinmRNA变化不明显(P>0.05)。结论复方地黄合剂对青春期大鼠性发育有明显的调节作用,其作用机制可能与抑制KiSS-1、GPR54基因表达,从而影响外周FSH、LH等激素水平有关。

猪发育期NPY-Y1和GPR54受体基因的表达规律研究

[目的]研究猪发育期NPY-Y1和GPR54受体基因的发育性变化。[方法]分别选取初生、60、120、初情期、180日龄的苏姜猪母猪各3头,采集下丘脑、垂体、卵巢组织样品,提取组织RNA,采用荧光定量PCR分析NPY-Y1、GPR54受体基因的发育性变化。[结果]下丘脑、垂体与卵巢内NPY-Y1 mRNA从初生到初情期表达量逐渐下降,在初情期达到最低,初情期后呈上升趋势。在3种组织内,初情期与其他时期NPY-Y1 mRNA表达量均存在显著差异(P<0.05);GPR54 mRNA从初生到初情期表达量逐渐上升,在初情期达到最高,初情期后呈下降趋势。在3种组织内,初情期也与其他时期GPR54 mRNA表达量也均存在显著差异(P<0.05)。[结论]猪发育期NPY-Y1基因与GPR54基因表达存在负相关性。

初情期母牦牛下丘脑kiss-1/GPR54系统基因克隆

应用聚合酶链反应和基因克隆技术,对10头初情期母牦牛下丘脑kiss-1/GPR54系统基因进行扩增和基因克隆。结果表明,kiss-1基因拼接后序列全长为291bp,其中CDS序列长为282bp,序列中碱基组分为腺嘌呤20.62%,鸟嘌呤27.14%,胸腺嘧啶23.37%,胞嘧啶28.87%。共编码95个氨基酸,其中丙氨酸占总氨基酸残基的11.58%,亮氨酸占10.52%,丝氨酸、甘氨酸、脯氨酸各占9.47%。GPR54基因拼接后序列全长为202bp,其中CDS序列长为196bp,序列中碱基组分为腺嘌呤16.34%,鸟嘌呤30.69%,胸腺嘧啶17.82%,胞嘧啶35.15%。GPR54基因共编码66个氨基酸,其中脯氨酸占总氨基酸残基的13.63%,甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸各占10.60%,半胱氨酸占9.09%。

牛GPR54基因C-816T/T-754C品种间分布及其与早熟性的关联

GPR54基因是牛早熟性状的重要候选基因。以42头本地黄牛、44头西门塔尔牛及其116头杂交育种群等为试验群体,分析牛GPR54基因5’调控区C-816T/T-754C在不同牛群体中的分布、启动子效率及其与牛早熟性状的关联性。提取牛耳组织或血液基因组后,通过PCR产物测序鉴别SNP位点,双荧光素酶报告基因验证其SNP位点对启动子效率的影响。结果表明,在GPR54基因CDS上游5’调控区检测到T-754C和C-816T 2个SNP位点;西门塔尔牛和安徽地方黄牛分别只有1种基因型,即CCTT和TTCC,单倍型存在连锁不平衡。报告基因验证2种单倍型的启动子有明显差异,其中-816CT-754启动子的效率要比-816TC-754提高34.31%(P<0.01)。关联分析显示,816CC754TT基因型牛的初情期比816TT754CC基因型牛的初情期提前了1.28月。

不同类型牛GPR54基因启动子变异与其表达水平的关联性

旨在研究不同类型牛GPR54基因启动子的变异对其表达水平的影响,以揭示牛GPR54基因多态性与牛早熟性之间的关联性。提取荷斯坦牛、皖东黄牛及江淮水牛3种牛血液白细胞总RNA,通过PCR、测序、RT-PCR和双荧光素酶报告基因的方法,检测不同牛GPR54基因启动子区的多态性,启动子效率以及GPR54基因的表达水平,分析启动子变异在牛品种、年龄和性别间对GPR54基因表达的效应。结果表明,GPR54基因启动子存在多个SNP位点,3种牛的启动子型存在明显的差异,其中荷斯坦牛GPR54基因启动子效率是江淮水牛的4.44倍,是皖东黄牛的1.99倍,而皖东黄牛启动子效率是江淮水牛的2.24倍。RT-PCR显示,青年牛GPR54基因表达水平高于成年牛;荷斯坦牛高于皖东黄牛和水牛,水牛的GPR54表达水平最低;母牛的GPR54基因表达水平极显著高于公牛(P<0.01)。综上表明,不同牛的早熟性与GPR54启动子存在密切的关联性。

刺参GPR54-like受体基因克隆及特征分析

采用c DNA末端快速扩增技术(rapid amplification of c DNA ends,RACE)克隆了刺参GPR54-like(Apostichopus japonicus,Aj GPR54-like,简称Aj GPR54L)基因c DNA全长,对Aj GPR54L全长c DNA序列进行了生物信息学分析;通过绿色荧光蛋白(GFP)融合表达,对其在HEK293细胞中进行了亚细胞定位分析;采用实时荧光定量PCR技术(q RT-PCR)检测Aj GPR54L在组织中的表达。结果表明:该基因全长1454 bp,包含993 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码330个氨基酸,191 bp的5′非翻译区(UTR)和270 bp的3′-UTR.预测蛋白质的相对分子质量为37.83 ku、等电点(p I)为9.81;预测蛋白序列分析显示Aj GPR54L具有GPCR家族蛋白典型的七次跨膜结构,包含1个预测的N-连接糖基化位点、5个Asn-Xaa-Ser/Thr序列子和34个磷酸化位点,无信号肽酶切位点;与已鉴定的GPR54s氨基酸序列同源性分析表明,Aj GPR54L与斑马鱼GPR54序列相似性最高,为30.0%;共聚焦显微镜检测显示Aj GPR54L-EGFP可定位于细胞膜表面;基因表达定量分析结果显示,Aj GPR54L在刺参呼吸树、消化道、体壁、肌肉、神经环中均有表达分布,且神经环中表达量显著高于其他组织。

Kiss1基因调控哺乳动物繁殖性能的研究进展

Kiss1基因是近年来繁殖生理学领域的研究热点。Kiss1基因编码的多肽类激素叫Kisspeptin。Kiss1基因主要表达于下丘脑弓状核和下丘脑前腹部室旁核区域。Kisspeptin可通过其受体GPR54的介导来发挥作用。Kiss1基因是促性腺激素释放激素的关键上游调节子,在性腺轴系统中起到中枢节点作用。Kiss1在动物初情期启动、季节性发情、生殖调控中起着关键作用。论文就Kiss1基因在哺乳动物繁殖方面的研究进展进行简单综述。

猪KISS-1基因克隆、序列分析

在猪的不同组织中克隆KISS-1基因,提取总RNA,利用设计的引物进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T载体连接后转化E.coliDH5α,检测阳性克隆并测序;结果:克隆的猪KISS-1基因与牛、人、大鼠、小鼠同源性分别为81.0%、76.8%、71.4%、72.4%;克隆了猪KISS-1基因全长并注册GenBank(Accession.EU934235),猪KISS-1基因在多种组织中表达。

G蛋白偶联受体54基因在骨肉瘤中的表达及其临床意义

目的:研究G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPR)54基因的表达与骨肉瘤生物学行为和临床预后的关系。方法:应用RT-PCR检测3种人骨肉瘤细胞(MG-63、Saos-2、U-2 OS细胞)和正常人成骨hF-OB1.19细胞中GPR54 mRNA的表达情况,免疫组织化学技术检测44例骨肉瘤和12例骨软骨瘤组织中GPR54蛋白的表达情况,应用Transwell侵袭实验比较不同骨肉瘤细胞的侵袭、迁移能力。结果:在人骨肉瘤MG-63、Saos-2、U-2 OS细胞和正常人成骨hF-OB1.19细胞中,GPR54mRNA表达水平均较高,各组细胞间差别无统计学意义[(0.87±0.05)、(0.88±0.07)、(0.88±0.08)、(0.86±0.05),P>0.05]。骨肉瘤MG-63、Saos-2、U-2 OS细胞侵袭、迁移细胞数逐渐降低[(61.00±7.15)vs(32.40±5.36)、(18.10±3.21)个,P<0.05或P<0.01]。人骨肉瘤组织中GPR54蛋白表达阳性率显著高于骨软骨瘤组织(81.82%vs 41.67%,P<0.05)。GPR54蛋白阳性表达的骨肉瘤患者平均生存期明显短于GPR54蛋白阴性表达的患者[(27.39±6.05)vs(40.33±4.88)月,P<0.05]。结论:GPR54基因在骨肉瘤组织中的表达阳性率增高,且与患者临床生存期呈负相关。

双酚A暴露诱导雌性大鼠性早熟的下丘脑KISS-1和GPR54基因甲基化分子机制探讨

目的探讨双酚A(BPA)暴露诱导雌性大鼠性早熟的下丘脑KISS-1和GPR54基因甲基化分子机制。方法将SD雌性幼鼠(21 d龄)分为4组,即BPA干预组(0.25 mg/kg)、BPA空白对照组(与BPA组同时处死)、17β-雌二醇组(E2,0.1 mg/kg)、溶剂对照组(直至大鼠出现阴道开口再处死),每天以灌胃方式持续给药10 d,以大鼠阴道开口时间(VOD)为观察终点(VOD当天处死),BPA干预组阴道开口当天处死时,按1∶1比例处死BPA空白对照组。收集大鼠卵巢和下丘脑组织,采用real-time PCR方法检测卵巢ERα、ERβmRNA和下丘脑KISS-1、GPR54 mRNA相对表达水平,焦磷酸测序PCR方法检测KISS-1、GPR54基因甲基化水平。结果BPA干预组和E2组VOD较溶剂对照组提前(P<0.05),BPA空白对照组处死时未出现阴道开口,BPA干预组下丘脑KISS-1、GPR54 mRNA表达水平明显高于BPA空白对照组(P<0.05),但与溶剂对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。E2组下丘脑KISS-1 mRNA和卵巢ERβmRNA表达水平明显低于溶剂对照组(P<0.05)。BPA干预组、BPA空白对照组、E2组和溶剂对照组4组间比较,下丘脑KISS-1基因CpG位点甲基化水平差异无统计学意义,而GPR54基因CpG位点甲基化水平存在显著性差异,其中BPA干预组、E2组和溶剂对照组GPR54片段1 CpG位点甲基化水平显著低于BPA空白对照组(P<0.05),且其甲基化水平与VOD呈正相关(rs=0.245,P=0.009)。BPA干预组GPR54片段2 CpG位点甲基化水平显著低于溶剂对照组,而E2组卵巢ERβ基因甲基化水平显著高于溶剂对照组(P<0.05)。结论BPA暴露可导致雌性幼鼠阴道开口(性早熟)提前,其下丘脑GPR54基因甲基化水平改变可能是毒性机制之一。

KISS1-GPR54基因与儿童性早熟

儿童性早熟是由下丘脑-垂体-性腺轴提前发动所致,近年来研究发现,下丘脑促性腺激素释放激素神经元被激活是青春期启动的关键.KISS1及其受体G蛋白耦联受体54（G protein-coupled receptor 54,GPR54）基因对青春期的正常启动具有重要作用,KISS1-GPR54基因在脑部的表达被认为是青春期启动的催化剂.青春期开始前后,下丘脑KISS1和GPR54mRNA水平很高,KISS1基因产物Kisspeptins通过激活GPR54增加促性腺激素释放激素的释放,GPR54基因突变可导致促性腺激素依赖性性早熟.

Kisspeptin／GPR54系统与能量代谢的关系

营养状态和有效的能量储存可影响生育能力，但是连接能量代谢和生殖的细胞和分子机制还不十分清楚。研究表明，kisspeptin／G蛋白耦联受体（GPR）54系统是生殖系统的主要调控者，但近年的研究发现，能量平衡状态以及一些代谢因子能影响下丘脑KISS-1或GPR54的表达，从而影响下丘脑-垂体-性腺轴的功能。因此，下丘脑kisspeptin／GPR54系统可能在将机体能量代谢信息传递给调控生殖轴的中枢过程中有重要作用。