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。     

Kisspeptins/GPR54神经内分泌系统对哺乳动物生殖活动的调控

哺乳动物的生殖活动受到神经内分泌系统的精确调控。近年来的研究表明,KISS-1基因的表达产物Kisspeptins及其G蛋白偶联受体（G protein coupled receptor 54,GPR54）在这一调控网络中发挥着重要作用,与哺乳动物青春期启动、发情排卵及季节性繁殖等过程密切相关。该文就近年来Kisspeptins/GPR54系统对哺乳动物生殖活动调控的研究进展进行简述。     

日粮能量水平对五指山猪初情期性腺轴KISS-1/GPR54 mRNA水平表达影响

本研究采用实时荧光定量PCR技术检测不同日粮能量水平对五指山猪初情期性腺轴Kiss-1、GPR54基因mRNA水平表达的影响。结果显示,在NRC和0.7 NRC两组实验猪的下丘脑、垂体、卵巢组织中均检测到Kiss-1、GPR54基因mRNA水平的表达;NRC组在下丘脑和卵巢kiss-1 mRNA表达量显著高于0.7NRC组(p0.05),在垂体中的表达差异不显著(p0.05);日粮能量水平对初情期性腺轴GPR54 mRNA表达差异不显著(p0.05)。说明KISS-1/GPR54系统对动物初情表达的调节作用可能是通过调节下丘脑KISS-1基因的表达来实现。结果表明kiss-1 mRNA的表达规律在NRC组和0.7NRC组间保持一致,表达量依次为:下丘脑垂体卵巢;GPR54 mRNA的表达规律在NRC组和0.7NRC组间也保持一致,表达量依次为:卵巢垂体下丘脑,表明不同日粮水平的摄入并不影响Kiss-1、GPR54基因在各个组织中的表达规律。     

不同日粮水平对初情期五指山猪性腺轴Kisspeptin/GPR54蛋白表达作用

为了阐明不同日粮水平对初情期五指山猪母猪性腺轴组织中Kisspeptin/GPR54蛋白表达作用影响,本研究采用免疫组织化学法DAB显色技术对其蛋白表达进行检测。结果表明,NRC和0.7 NRC两组实验中猪性腺轴(下丘脑,垂体,卵巢)组织中均检测到Kisspeptin和GPR54 2种蛋白的表达,并确定2种蛋白表达部位为细胞核;其中NRC组Kisspeptin蛋白下丘脑、垂体和卵巢中表达量显著比0.7 NRC组高(p0.05),2组实验中GPR54蛋白在性腺轴中表达无显著差异(p0.05),说明Kisspeptin/GPR54系统在动物初情期中的调控作用是通过个体下丘脑组织中Kiss1蛋白的表达情况得以实现的;Kisspeptin蛋白在2组实验组猪个体性腺轴中的表达规律一致,表达量从高到低排列依次为丘脑、垂体、卵巢;GPR54蛋白则在2组实验组猪个体性腺轴中表达量从高到低排列依次为卵巢、垂体、下丘脑。说明控制日粮能量的摄入并不能影响以上2种基因在猪个体性腺轴各组织中的表达规律。     

Kisspeptin调控鱼类生殖内分泌的研究进展

Kisspeptin是近10年新发现的调控动物生殖内分泌的关键因子,是kiss基因所编码的多肽产物,属神经内分泌肽类激素,为G蛋白偶联受体54(GPR54)的内源性配体。Kisspeptin具多个功能性的分子结构形态,在鱼类中,主要结构形式为Kisspeptin-10肽。Kisspeptin/GPR54系统在生殖中具重要功能。该文综合现有研究资料,就Kisspeptin在鱼类生殖内分泌调控中的概况、Kisspeptin神经元在鱼脑中的分布和定位、鱼类Kisspeptin分子的多态性、Kisspeptin调控鱼生殖内分泌的功能多样性、Kisspeptin调控鱼类生殖内分泌的机制、Kisspeptin的分子进化以及Kisspeptin和其他功能分子对鱼类生殖内分泌的协同调控进行了初步阐述,同时对Kisspeptin在鱼类生殖内分泌调控中的研究进行了展望。     

牦牛KISS-1基因的克隆及其在生殖轴的表达

KISS-1在动物繁殖调控中具有重要作用,旨为探讨KISS-1基因在牦牛季节性繁殖中的调控作用。实验采集5头成年母牦牛和5头黄牛的下丘脑、垂体等组织,利用RT-PCR和q PCR技术研究其KISS-1基因序列及组织表达特性。结果表明,牦牛和黄牛KISS-1基因编码区长度为408 bp,编码135个氨基酸,比对分析发现牦牛和黄牛基因编码区存在7处碱基突变。牦牛KISS-1基因氨基酸序列与黄牛、藏山羊、绵羊、野猪、人和褐家鼠的同源性分别为97%、85%、65%、55%和51.5%。KISS-1基因m RNA在牦牛和黄牛的下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫中均有表达。在下丘脑和脑垂体的表达丰度高,但两物种间无显著性差异(P0.05)。说明KISS-1基因在动物进化中比较保守,对牦牛季节性繁殖的调控作用有待进一步研究。     

陆川猪GPR1基因的克隆及生物信息学分析

本试验旨在对陆川猪G蛋白偶联受体1(G protein-coupled receptor 1,GPR1)基因进行克隆及相关生物信息学分析。本研究根据NCBI上公布的野猪GPR1基因序列设计引物,应用RT-PCR技术扩增得到包含全长编码区在内的基因片段,应用生物信息学软件对陆川猪GPR1基因的理化性质,修饰结构,二级结构和三级结构进行分析。结果显示:GPR1基因编码区全长1 068 bp,编码355个氨基酸;与NCBI上公布的野猪(NM_001190244.1)、牛(NM_001206545.1)、人(NM_005279.3)、猕猴(AF100204.1)、小鼠(NM_146250.2)、大鼠(NM_012961.1)GPR1基因氨基酸序列的同源性分别为98.9%、90.4%、86.5%、86.2%、78.2%、77.4%。陆川猪的GPR1蛋白有七个跨膜螺旋结构,不存在蛋白信号肽。GPR1蛋白存在两个N糖基化位点和多个潜在磷酸化位点。本研究成功克隆陆川猪GPR1基因完整的编码区序列,为今后GPR1基因在陆川猪的脂肪沉积及脂肪代谢方面的研究提供了理论依据。     

Kiss1和GPR54基因多态性与多囊卵巢综合征相关性分析

本研究旨在探讨Kiss1和GPR54基因多态性与多囊卵巢综合征的相关性。利用超声检查卵巢体积、血清睾酮、游离雄激素指数情况;临床评估患者身高(cm)和体重(kg)、BMI、静息血压、痤疮和黑棘皮病的分布;ELISA酶联免疫法检测血清中的kisspeptin和睾酮水平,使用Next generation sequencing方法(LGC group, Germany)对基因(Kiss1, GPR54)进行测序。结果显示,PCOS患者比对照组女性具有更高的BMI和mFG评分,PCOS患者血清Kisspeptin和睾酮浓度显著提高,且LH浓度也显著高于对照组(p<0.05)。GPR54和Kiss1 2个基因在患者体内存在多态性;测序分析结果显示GPR54基因存在的2个新的SNP位点(chr19:918686, A→G和chr19:918735, A→G),这2个新的多态性位于内含子区域(内含子2),Kiss1基因也存在两个SNP,位于非翻译变体5的末端(rs5780218)和外显子3 (rs4889),即GPR54基因存在A→G多态性,Kiss1基因为CTT→CT/G→C多态性,且相关性关联分析结果表明,GPR54基因型多态性(Chr19:918735)与PCOS风险增加相关(p<0.05);而Kiss1 SNP的基因型与PCOS风险之间没有关联。此外,PCOS与GPR54和Kiss1基因的单倍型没有显著关联。本研究推论对PCOS发生风险的遗传影响可能不仅是通过直接改变Kiss1/GPR54相互作用,而且还可能通过改变个体与环境因素的相互作用。     

猪脂肪组织和原代脂肪细胞中GPR43基因的转录表达规律

根据GenBank已发表的人、小鼠及大鼠GPR43(G protein-coupled receptor 43)基因序列, 设计并合成一对引物, RT-PCR扩增获得猪GPR43基因cDNA, 并利用PCR技术检测该基因在不同猪种、不同发育阶段、不同部位脂肪组织及原代脂肪细胞中的转录表达规律。结果显示, 成功克隆猪GPR43 cDNA片段, 长度为486 bp (GenBank登陆号为EU122439); 同源性分析发现, 猪GPR43与人、小鼠和大鼠同源性达83%以上; GPR43 mRNA表达量在脂肪型猪种上显著高于瘦肉型猪种, 随月龄增长表达量逐渐上升, 且皮下脂肪表达量较内脏脂肪高; 在猪前体脂肪细胞诱导分化过程中, GPR43 mRNA表达量呈时间依赖性升高。揭示GPR43 mRNA表达与猪肥胖程度、年龄、脂肪沉积部位以及脂肪细胞分化程度密切相关。     

动物季节性繁殖分子调控机理研究进展

动物季节性发情繁殖涉及下丘脑-垂体-性腺轴系统复杂的神经内分泌过程,并受光照周期等环境因素的影响。褪黑激素则作为光周期信号分子调控动物季节性繁殖活动。近年来研究发现,对GnRH分泌有重要影响的Kiss1/GPR54系统既受褪黑激素的调控又受到性腺类固醇激素反馈调节,Kiss1/GPR54系统很可能是调控动物季节性繁殖的关键因子;同时动物季节性繁殖很可能还存在一条涉及TSH-DIO2/DIO3系统的逆向调控通路,该系统同样显著影响GnRH合成释放并受褪黑激素调控。文章就褪黑激素中心信号,特别是Kiss1/GPR54和TSH-DIO2/DIO3系统对繁殖季节性调控的最新研究进展进行综述。     

达氏鲟gpr54基因的克隆及Kisspeptin注射对其表达的影响

G蛋白偶联受体54(GPR54, G protein-coupled receptor 54)是kisspeptin (Kiss)的受体蛋白。Kisspeptin/GPR54系统通过调节促性腺激素释放激素(GnRH)的活性来参与鱼类生殖调控。为了研究Kisspeptin/GPR54系统对达氏鲟(Acipenser dabryanus)GnRH的调控功能, 克隆得到达氏鲟2个gpr54基因的全长cDNA序列, 命名为dsgpr54-1及dsgpr54-2, 分别编码379和368个氨基酸。氨基酸序列比对及进化树分析表明, 达氏鲟Gpr54与四足动物Gpr54序列一致性较高, 亲缘关系较近。荧光定量PCR研究发现, dsgpr54-1的转录本在精巢、卵巢、下丘脑、垂体、中脑及端脑等组织中均有表达, 且在下丘脑中转录水平最高; 而dsgpr54-2仅在脑组织中转录, 且在垂体、中脑及下丘脑中表达丰度均较高。为了研究Gpr54是否可以与其配体Kisspeptin结合调控下丘脑中gnrh基因的表达, 分别合成了达氏鲟Kiss-1和Kiss-2的核心十肽(10 nmol/L、1000 nmol/L), 腹腔注射到9月龄达氏鲟。结果表明, 不同浓度Kiss-1、Kiss-2注射均引起gpr54基因表达量升高, 并且10 nmol/L Kiss-2注射能够显著促进dsgpr54-2的表达(P<0.05)。另外, 不同浓度Kiss-1注射均造成了gnrh转录水平的下降; 而10 nmol/L Kiss-2注射使得gnrh1表达量上升, 而gnrh2的表达量下降, 1000 nmol/L Kiss-2注射则引起gnrh1表达量的下降, gnrh2的表达量没有显著变化。上述研究结果表明, 达氏鲟gpr54基因均能与其配体kiss-1、kiss-2相结合, 但表现出一定的受体-配体选择性差异。Kiss-1、Kiss-2通过激活Gpr54的活性, 调控下丘脑中gnrh基因的表达, 且其调控功能存在差异。     

促性腺激素的神经内分泌调控

本文简要介绍了哺乳动物胎儿时的促性腺激素的神经内分泌调节及成体时促性腺激素的神经内分泌调节,着重介绍儿茶酚胺、阿片样、γ-氨基丁酸（GABA）、GPR54（视黄酸家族G蛋白偶联受体）／kisspeptin（GPR54内源性配体）以及Ghrelin（生长激素促分泌素受体的内源性配体）对促性腺激素分泌的调控作用。     

游离脂肪酸受体的结构、分布及功能

游离脂肪酸的生理功能及其与某些疾病的相关性长期以来受到人们的关注。由于特异性膜受体一直未被发现．关于其分子机制的认识无法深入。最近的研究表明,长链脂肪酸是孤儿型G蛋白偶联受体GPR40的配基．而短链脂肪酸则是孤儿型G蛋白偶联受体GPR4l和GPR43的配基。体外实验显示,长链脂肪酸通过GPR40增强胰岛B细胞的分泌功能;短链脂肪酸经GPR41刺激脂肪细胞中瘦蛋白(1eptin)的产生。GPR43在白细胞活化过程中发挥一定的作用。作为潜在的药物作用靶点,游离脂肪酸特异性受体为寻找治疗代谢性疾病的新手段指明了的方向。     

一个潜在的糖尿病新靶标——GPR40

G蛋白偶联受体40(GPR40)是典型的七次跨膜受体,在游离脂肪酸的刺激下,它能起到放大葡萄糖刺激的胰岛素分泌效应,是一种潜在的治疗糖尿病药物的靶标。另外,GPR40还被认为和一些神经类疾病以及某些癌症有关。本文着重叙述了游离脂肪酸经由GPR40放大葡萄糖刺激的胰岛素分泌机制,同时也介绍了GPR40的其他一些生理功能。     

大鼠胰岛β细胞GPR40表达与内脏脂肪含量及胰岛素分泌的关系

目的:观察SD大鼠胰岛β细胞G蛋白偶联受体40(GPR40)的表达与内脏脂肪含量及胰岛素1相分泌之间的关系.方法:大鼠按体质量分为3组(100 g、200g及300 g组),行静脉糖耐量实验,胶原酶原位灌注法分离胰岛,免疫组织化学法结合激光扫描共聚焦显微镜技术对胰岛β细胞表达的GPR40进行定位,并行半定量分析.结果:随着大鼠体质量的增加,内脏脂肪含量明显增加,300g组大鼠胰岛β细胞GPR40表达较100g及200g组明显增加,3组大鼠胰岛素1相分泌无显著差异.结论:GPR40表达的变化可能与内脏脂肪含量及年龄因素有关,其表达水平对正常大鼠葡萄糖刺激的胰岛素分泌无明显影响.     

干预GPR1通路对实验性小鼠脂肪累积的影响

一直以来,肥胖是令人担忧和烦恼的健康问题,可导致包括2型糖尿病在内的代谢综合征发生.与肥胖相关疾病的发病机制是多因子影响的结果,但是,越来越多的证据表明,脂肪组织分泌的细胞因子(脂联素、瘦素、TNF-α等)的改变,以及局部的炎症反应对于这些疾病的发生具有重要作用.Chemerin(也被称为他扎罗汀诱导基因2或者视黄酸受体反应子2),是近年来发现的一种脂肪细胞因子,是G蛋白偶联受体1(GPR1)的配体,在调节代谢、先天免疫等方面具有重要的作用.为了研究Chemerin及其受体GPR1对小鼠脂肪累积的影响,本课题组通过高脂饲料喂养,成功建立小鼠肥胖模型,利用si RNA干扰技术沉默小鼠和分化前3T3-L1细胞中Chemerin或GPR1基因的表达发现:a.Chemerin及其受体GPR1在高脂饲料喂养小鼠的腹股沟脂肪以及肩胛下脂肪中的表达高于正常饲料组;b.沉默C57BL/6小鼠体内Chemerin或GPR1基因的表达后,肝脏以及腹股沟脂肪组织中脂质的累积受到抑制;c.3T3-L1细胞在体外分化成熟过程中,Chemerin和GPR1也呈高表达的趋势,沉默分化前3T3-L1细胞中Chemerin或GPR1基因的表达后,3T3-L1细胞向脂肪细胞的分化受到影响,降低了脂肪细胞中脂质的累积以及与脂质代谢相关基因的表达,改变了成熟脂肪细胞中新陈代谢功能.这些结果提示,Chemerin及其受体GPR1可能在小鼠脂肪累积中具有调控作用.综上所述,Chemerin/GPR1可能是一种调节脂肪组织中脂质累积的潜在信号通路,为肥胖症等代谢紊乱疾病的治疗提供了可能的作用靶点.     

GPR143在绵羊皮肤组织中的表达及定位分析

G蛋白偶联受体143(G-protein coupled receptor143, GPR143)在黑素体的生物合成中起重要作用,本文旨在研究GPR143基因在不同毛色绵羊皮肤组织中的差异表达及定位,探索GPR143基因与毛色形成的相关性。通过qRT-PCR方法和免疫印迹方法分别检测不同毛色绵羊皮肤组织中GPR143基因mRNA水平和蛋白水平的表达差异;运用免疫荧光法对不同毛色绵羊皮肤组织中的GPR143基因进行定位并对结果进行光密度值分析。qRT-PCR结果显示,GPR143基因在黑色绵羊皮肤组织中mRNA相对表达量为白色绵羊的7.84倍,二者差异极显著(P<0.01);免疫印迹结果显示,黑色绵羊皮肤组织中GPR143蛋白表达量是白色绵羊的1.3倍,二者差异显著(P<0.05)。免疫荧光结果显示,GPR143蛋白的主要表达部位为绵羊皮肤组织毛囊外根鞘和表皮层,经光密度值分析后发现,GPR143在黑色绵羊皮肤毛囊外根鞘和表皮层的表达量显著高于白色绵羊。本研究结果表明不同毛色绵羊皮肤组织均能表达GPR143基因,但黑色绵羊皮肤组织中该基因的mRNA和蛋白水平都显著高于白色绵羊,说明GPR143的mRNA和蛋白在黑色绵羊皮肤组织中表达上调,在白色绵羊皮肤组织中表达下调。GPR143基因可能通过调控MITF水平和黑素体的数量、大小、运动和成熟进而参与绵羊毛色的形成过程。     

表达猪流行性腹泻病毒S1基因植物乳酸杆菌工程菌的免疫原性分析

为探究表达猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV) S1基因的植物乳杆菌工程菌是否对动物产生保护力,利用构建的含重组质粒pVE5523-S1乳杆菌口服免疫豚鼠3次,每次间隔14 d,每次2×108 CFU/只。并以植物乳杆菌及含表达质粒pVE5523植物乳杆菌为阴性对照,进行相同处理。用猪流行性腹泻、猪传染性胃肠炎二联活疫苗(HB08株+ZJ08株)肌肉注射接种豚鼠,免疫3次,每次间隔14 d,每次0.2 mL/只,作为阳性对照。分别在免疫后的0 d、7 d、14 d、24 d、31 d、41 d及48 d对4组试验豚鼠心脏采血并分离血清,进行酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测抗体和中和试验分析,同时无菌采豚鼠脾脏,进行脾细胞增殖实验分析。结果显示,工程菌能刺激机体产生分泌性抗体sIgA、特异性中和抗体,还可刺激机体IL-4和IFN-γ的增长以及脾细胞的增殖。说明该PEDVS1基因植物乳杆菌工程菌使豚鼠对PEDV产生了特异性免疫力,为后续口服疫苗的研究奠定了基础。     

家鸡G蛋白偶联受体161的基因克隆、分子进化和组织表达

G蛋白偶联受体161(GPR161)是G蛋白偶联受体家族孤儿受体家族成员,在哺乳动物晶状体发育调节和神经胚形成中具有重要作用。近年来研究发现该蛋白罕见地拥有类似支架蛋白的结构特征,暗示其信号转导机制不同于其他G蛋白偶联受体。本研究以家鸡Gallus gallus为动物模型,探究GPR161基因序列信息、分子遗传进化关系以及其组织表达图谱。家鸡GPR161基因编码区序列全长1 566 bp,编码具521个氨基酸的前体蛋白。序列分析显示,家鸡GPR161基因编码区与人Homo sapiens、小鼠Mus musculus、斑马鱼Danio rerio的氨基酸相似度分别为83.0%、82.6%、65.8%。分子进化遗传分析结果显示,GPR161基因在家鸡与斑马鱼的进化关系比家鸡与人或小鼠都更为疏远。利用荧光定量PCR探究家鸡GPR161基因在各组织的表达分布,结果显示,家鸡GPR161基因mRNA在精巢或卵巢、大脑、心脏、肌肉中有较高表达。本研究是鸟类中关于GPR161基因的首次报道,研究结果为进一步探究GPR161基因在鸟类中的生理效应提供参考。     

雌激素受体在垂体中的作用

垂体和性腺是生殖轴重要组成部分,两者之间的协同与制衡是动物维持正常生长发育的保证。性腺产生的雌激素可以反馈调控垂体神经内分泌活动。近年来,随着基因芯片和差异表达谱分析技术的发展,垂体内雌激素受体介导的基因调控网络不断取得进展,垂体生殖生理功能备受关注。通过综述雌激素及其受体在促性腺激素、催乳素、生长激素合成分泌中的调控作用,以及雌激素对垂体生长发育的影响,探讨雌激素受体通过垂体影响生殖过程,希望能为进一步研究雌激素及其受体的生殖生理作用开拓思路。