淇河鲫cyp19a1b基因的克隆表达及芳香化酶抑制剂对其表达的影响

为探索脑型芳香化酶基因(cyp19a1b)在雌核发育三倍体鱼淇河鲫性别决定与分化过程中的作用,利用RACE方法克隆淇河鲫cyp19a1b基因cDNA全长序列,采用Real-time PCR分析其在不同组织、胚胎及胚后不同发育时期的表达情况,同时检测芳香化酶抑制剂Letrozole诱导性逆转及腹腔注射人绒毛膜促性腺激素(hCG)后cyp19a1b在脑中的表达情况。结果显示,淇河鲫cyp19a1b cDNA全长2 984 bp(GenBank ID:MF926270),包含132 bp5′非编码区,1 319 bp 3′非编码区,1 533 bp开放读码框,编码510个氨基酸残基;氨基酸序列比对及系统进化分析结果显示,淇河鲫Cyp19a1b与其他鲤科鱼类同源性较高,与哺乳类、爬行类等脊椎动物同源性较低,这与其分类地位一致;组织分布检测结果显示,cyp19a1b基因在淇河鲫脑中表达量最高,在卵巢等其他组织中表达量较低;Realtime PCR结果表明,在胚胎发育过程中cyp19a1b在外源精子刺激后从囊胚期开始上调,神经胚期达到最高,随后降低;出膜后随着发育的进行,该基因在脑中表达量逐步上调,在躯体中一直维持在较低水平;除此之外,伴随着Letrozole诱导的性逆转,cyp19a1b在脑中表达量降低;腹腔注射hCG可以促进cyp19a1b在脑中表达。研究表明,淇河鲫cyp19a1b基因可能通过参与神经系统的形成及神经内分泌活动,在性别决定与分化过程中起到一定的作用。

芳香化酶抑制剂来曲唑对胡子鲇性腺分化及相关基因表达的影响

采用组织学和荧光实时定量PCR方法,检测饲喂不同剂量芳香化酶抑制剂来曲唑(letrozole,50、100和200μg/g)对胡子鲇(Clarias fuscus)性腺组织学和性别比率的影响,以及200μg/g来曲唑对性分化前后脑型芳香化酶基因(Cyp19a1b)和翼状螺旋/叉头转录因子2(Foxl2)基因表达的影响,结果表明,50μg/g剂量的来曲唑对胡子鲇性腺分化无显著影响;但100μg/g和200μg/g剂量的来曲唑可促进胡子鲇精巢分化,抑制卵巢分化,卵巢腔最早出现时间和初级卵母细胞出现时间均分别推迟3 d和6 d,而初级精母细胞最早出现时间则分别提前2 d和5 d,且雄性率分别达65.8%和71.3%,显著高于50μg/L组和对照组(P<0.05)。胡子鲇性腺分化前(出膜后12 d),Cyp19a1b和Foxl2基因即开始表达,性腺分化前后Cyp19a1b相对表达量无显著差异(P>0.05),但Foxl2相对表达量则随性分化而逐渐降低,且来曲唑显著抑制性腺分化过程中Cyp19a1b和Foxl2的表达(P<0.05)。结果表明,100μg/g以上剂量的来曲唑可有效诱导胡子鲇分化为雄性;Cyp19a1b可能不直接参与胡子鲇性腺分化,但Foxl2直接参与此过程。

性类固醇激素对胡子鲇性分化的影响

研究采用组织学和荧光实时定量PCR方法,检测17α-甲基睾酮(17α-MT)和17β-雌二醇(17β-E2)对胡子鲇(Clarias fuscus)性腺组织学、性别比率以及性分化前后脑型芳香化酶基因(Cyp19a1b)和翼状螺旋/叉头转录因子2(Foxl2)基因表达的影响。结果表明:在出膜后2—30日龄,17α-MT(50、100和200μg/L)浸浴、17β-E2(100、200和300μg/g)投喂处理对成活率无显著影响,但中、高剂量(100和200μg/L)17α-MT显著抑制卵巢发育,促进精巢发育,卵巢腔出现时间分别推迟4d和6d,初级卵母细胞出现时间分别推迟8d和9d,而初级精母细胞出现时间则分别提前3d和5d,且雄性率分别达70%和76%,显著高于50μg/L组和对照组(P<0.05)。相反,中、高剂量17β-E2(200和300μg/g)处理使卵巢腔出现时间分别提前2d和3d,初级卵母细胞出现时间分别提前1d和3d,初级精母细胞出现时间分别推迟3d和7d,而雌性率分别达74%和78%,显著高于100μg/g组和对照组(P<0.05)。此外,在性腺分化期,17α-MT促进Cyp19a1b但抑制Foxl2的表达,而17β-E2促进Cyp19a1b和Foxl2的表达。结果显示Cyp19a1b不是引起胡子鲇性分化的直接因素,但可能通过"下丘脑垂体性腺轴"对胡子鲇性分化过程产生间接影响;而Foxl2直接参与胡子鲇的性分化,即17α-MT和17β-E2分别通过抑制和促进Foxl2的表达来影响雌激素的生物合成,从而调控胡子鲇性分化的方向。

乌鳢脑型芳香化酶基因cDNA的克隆及组织表达分析

为了解乌鳢(Channa argus)性别分化相关机制,采用RT-PCR和RACE法克隆了乌鳢脑型芳香化酶基因Cyp19a1b cDNA部分序列,运用半定量RT-PCR和q PCR技术检测其在雌雄个体组织中的表达情况。结果显示,乌鳢Cyp19a1b cDNA部分序列为1 432 bp,包括120 bp 3'-UTR和1 311 bp编码区,编码436个氨基酸。序列比对表明乌鳢Cyp19a1b氨基酸序列包含三个功能保守区,与毛足鲈、平鲷和金钱鱼Cyp19a1b同源性较高,分别为89%、88%和88%。半定量RT-PCR和q PCR结果显示,乌鳢Cyp19a1b基因在雌、雄成鱼垂体中表达量高,在肠组织中表达量低,在雄鱼脑组织中呈现高表达而在雌鱼脑组织中则未表达,在其他组织均未检测到表达,表明乌鳢Cyp19a1b基因的表达存在组织特异性及功能差异。