中华鳖IGF2和IGF2R基因克隆及其功能研究

【目的】探索胰岛素样生长因子2基因(IGF2)和胰岛素样生长因子2受体基因(IGF2R)在中华鳖生长过程中发挥的作用,为揭示IGFs系统在中华鳖异速生长及两性生长差异中的作用机制打下基础。【方法】采用RACE克隆中华鳖IGF2和IGF2R基因c DNA序列,利用BioEdit、ExPASy、TMHMM Server v2.0、SignalP及SMART等在线软件进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR分析IGF2和IGF2R基因在雌雄中华鳖不同组织、不同表型及不同性类固醇激素处理下的表达变化。【结果】中华鳖IGF2基因cDNA序列全长1180 bp,共编码222个氨基酸残基;IGF2蛋白相对分子量为24.84 kD,理论等电点(pI)为9.00,属于跨膜蛋白,含有1个IIGF结构域。中华鳖IGF2R基因cDNA序列全长8765bp,共编码2443个氨基酸残基;IGF2R蛋白相对分子量为271.92kD,pI为5.64,属于跨膜蛋白,含有14个重复的CIMR结构域和1个FN2结构域。基于IGF2和IGF2R氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树均显示,中华鳖与龟鳖类的亲缘关系最近,与鱼类和两栖动物的亲缘关系相对较远。IGF2和IGF2R基因在中华鳖体内具有广泛的组织表达谱,IGF2基因在精巢中的相对表达量显著高于卵巢(P<0.05,下同),IGF2R基因则恰好相反。IGF2基因在成年中华鳖生长快个体肝脏中的相对表达量显著高于生长慢个体,IGF2R基因的表达模式则相反。在雌二醇(E2)处理下,除雌性中华鳖肝脏中的IGF2R基因相对表达量在注射6 h时显著升高外,IGF2和IGF2R基因在雌雄个体肝脏中的相对表达量整体上呈下降趋势;MT处理对雄性个体肝脏中IGF2基因的表达无显著影响(P>0.05),但在注射48 h后显著提高雌性个体肝脏中的IGF2基因相对表达量,且显著下调雌性中华鳖肝脏中的IGF2R基因相对表达量。【结论】IGF2和IGF2R基因参与调控中华鳖性腺的发育及成熟,且IGF2R可能通过内化降解IGF2而对中华鳖的生长起负调控作用。此外,IGF2和IGF2R基因会通过下调表达量来响应外源激素的刺激,进而实现对中华鳖生长的调控。