基本信息
- 项目名称：
- 草鱼垂体细胞中多巴胺D2受体的表达调控：一种维持促黄体生成素合成的新机制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 在许多鱼类中，多巴胺（DA）通过多巴胺D2受体在垂体水平强烈抑制促性腺激素释放。本研究发现DA抑制黄体生成素（LH）mRNA的表达，且这种抑制作用是DA通过DA D2受体抑制LH的合成所实现。进一步的研究表明分布研究表明：在草鱼垂体细胞中，多巴胺对LH的抑制作用可能通过DA D2的刺激作用加强，同时通过LH对DRD2合成的抑制而减弱。这种DA D2受体的调控有助于稳定草鱼LH的表达。
- 详细介绍：
- 在许多鱼类中，多巴胺（DA）通过多巴胺D2受体在垂体水平强烈抑制促性腺激素释放。在本研究中，利用原代培养的草鱼垂体细胞模型，检测发现DA抑制黄体生成素（LH）mRNA的表达，且这种抑制作用可被DA D2受体的拮抗剂舒必利（sulpiride）所阻断。这一结果提示，DA通过DA D2受体抑制LH的合成。为此我们从垂体中克隆了草鱼D2受体（gcDRD2）。序列分析显示，gcDRD2相对于其他脊椎动物的D3和D4或D1-样受体，与D2受体具有更近的亲缘关系。组织分布研究表明，这种受体仅在草鱼垂体和脑中表达。在草鱼垂体细胞，DA处理使gcDRD2转录水平明显升高，这种刺激作用可被舒必利抑制。然而，草鱼LH的类似物，即人绒毛膜促性腺激素(hCG)，可抑制gcDRD2的表达，表明垂体中DA D2受体的表达受LH反馈抑制。由此我们推测：在草鱼垂体细胞中，多巴胺对LH的抑制作用可能通过DA D2的刺激作用加强，同时通过LH对DRD2合成的抑制而减弱。这种DA D2受体的调控有助于稳定草鱼LH的表达。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 促黄体生成素（LH）是调节动物生殖发育的重要激素。我们初步发现多巴胺（DA）通过多巴胺D2受体（DA D2）能够抑制LH mRNA的表达，那么DA D2是否作为调节LH合成的一个调控靶点。为此，我们从草鱼垂体细胞中克隆了DA D2受体（gcDRD2）的cDNA序列，再以实时荧光定量PCR为研究手段，分别研究DA和LH是否影响gcDRD2的表达，从而判断gcDRD2在DA调节LH合成中的地位。
科学性、先进性及独特之处
- 多巴胺（DA）对LH的抑制作用已有报道，也清楚DA会通过其D2受体（DA D2）发挥作用，但不知道会涉及DA D2的表达。我们首次从受体表达层面阐明DA对LH的抑制作用，尤其重要的是发现DA和LH对gcDRD2表达产生相反的调控作用，更是提供了该受体在控制生殖发育中的新视点。
应用价值和现实意义
- 在水产养殖中，多巴胺D2受体的拮抗剂已被广泛应用，它通过诱导LH的释放促进产卵，但由于相关分子机理不清楚，有时催卵效果不明显，或者产的卵无受精效能低。我们发现DA和LH对gcDRD2表达产生相反的调控作用，那么在建立人工繁殖技术时，可采用促黄体生成激素类似物和多巴胺受体拮抗物联合注射方法，提高繁殖速率.本次研究有着很高的实际应用价值。
学术论文摘要
- 在许多鱼类中，多巴胺（DA）通过多巴胺D2受体在垂体水平强烈抑制促性腺激素释放。在本研究中，利用原代培养的草鱼垂体细胞模型，检测发现DA抑制黄体生成素（LH）mRNA的表达，且这种抑制作用可被DA D2受体的拮抗剂舒必利（sulpiride）所阻断。这一结果提示，DA通过DA D2受体抑制LH的合成。为此我们从垂体中克隆了草鱼D2受体（gcDRD2）。序列分析显示，gcDRD2相对于其他脊椎动物的D3和D4或D1-样受体，与D2受体具有更近的亲缘关系。组织分布研究表明，这种受体仅在草鱼垂体和脑中表达。在草鱼垂体细胞，DA处理使gcDRD2转录水平明显升高，这种刺激作用可被舒必利抑制。然而，草鱼LH的类似物，即人绒毛膜促性腺激素(hCG)，可抑制gcDRD2的表达，表明垂体中DA D2受体的表达受LH反馈抑制。由此我们推测：在草鱼垂体细胞中，多巴胺对LH的抑制作用可能通过DA D2的刺激作用加强，同时通过LH对DRD2合成的抑制而减弱。这种DA D2受体的调控有助于稳定草鱼LH的表达。
获奖情况
- 已获2011年挑战杯四川省一等奖; 计划投稿Sci期刊。
鉴定结果
- 真实可靠。
参考文献
- 1. 垂体细胞体外培养技术 J.P. Chang, H. Cook, G.L. Freedman, A.J. Wiggs, G.M. Somoza, R. de Leeuw, R.E. Peter. Use of a pituitary cell dispersion method and primary culture system for the studies of gonadotropin-releasing hormone action in the goldfish, Carassius auratus. I. Initial morphological, static, and cell column perifusion studies, Gen Comp Endocrinol 77 (1990) 256-273. 2. Real time PCR Bustin SA, Benes V, Garson JA, Hellemans J, Huggett J, Kubista M, Mueller R, Nolan T. The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Clin Chem 55 (2009) 611-22
同类课题研究水平概述
- 硬骨鱼类的下丘脑-垂体轴缺乏下丘脑-垂体门脉循环，来至于下丘脑的神经元分泌的多巴胺可通过D2受体抑制促性腺激素（GtH）的释放，从而对硬骨鱼的生殖活动进行调控。中山大学林浩然院士和加拿大Peter, R. E.教授按照这一理论，建立了使用多巴胺D2受体拮抗剂和促性腺激素释放激素诱导鱼类产卵的新技术，即“Linpe Method”（林彼方法），并在鲤科鱼类中广泛应用，创造了巨大的经济效益。然而，对多巴胺调节鱼类生殖行为的研究主要集中在宏观层面，并主要以内分泌学的方法和手段进行研究，很少从分子生物学层面及多巴胺D2受体的角度阐述多巴胺的生殖调节功能。而且现有的研究都是以成鱼为模型，未涉及多巴胺在未成熟鱼中对GtH基因表达的调控作用。
