胰岛素样生长因子和鱼类繁殖课件

2019/10/27 Sunday,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,胰岛素样生长因子和鱼类繁殖,胰岛素样生长因子和鱼类繁殖,1,摘要,鱼类是优秀的生物医学模型,鱼类的水产养殖对全球粮食产量的影响力稳步增加,鱼类繁殖与内生的集成神经内分泌(促性腺激素)、内分泌和自分泌/旁分泌信号有关，并与外源性因素(环境)有关,主要的性腺分化和功能的内分泌监管机构是类固醇激素，最近的研究表明其他激素也参与其中,胰岛素样生长因子(igf),也就是说,Igf1、Igf2和近期发现的Igf3参与上诉过程,本文研究的是生长激素(Gh),参与,和平衡内分泌的原因，igf自分泌/旁分泌作用于鱼的性腺,未来研究主题方向为继续研究igf的和鱼类繁殖,摘要鱼类是优秀的生物医学模型,2,前言,鱼繁殖通常受内分泌和自分泌/旁分泌信号以及环境因素的集成影响,如食物可用性,温度和季节,在性腺层面,精子发生和卵子发生是与阶段特异和细胞特异各种激素的相互作用紧密相关的,在鱼和其他脊椎动物,主要的性腺的内分泌监管机构是类固醇激素。并且，仍未分化的性腺原基已经有能力产生性别类固醇。然而,性类固醇很有可能并不是唯一的因素,因为他们似乎在性别分化和繁殖中与其他激素相互作用,实验表明，激素,尤其是胰岛素样生长因子(Igf1 Igf2),在鱼类上,施加很多基本影响,也可以参加在鱼类性腺的发育,Igf2和Igf1主要是肝脏产生,这是激素igf的主要来源,前言鱼繁殖通常受内分泌和自分泌/旁分泌信号以及环境因素的集成,3,垂体前叶分泌的生长激素(Gh)是,对肝脏igf的合成和释放进入血液循环的主要刺激,在罗非鱼和斑马鱼中发现由一个单独的基因编码的,Igf。这种新发现的Igf被称为Igf3,存在于有限的鱼品种内,igf3 mRNA被认为是在性腺中特定体细胞和颗粒细胞以及在卵巢和睾丸的间质细胞中,表达,Igf1已经研究出大量的成果,而Igf2很少被研究，,igf3 刚刚被发现,。因此,研究不同鱼类品种性腺中的Igf2和,igf3,是一项重要课题,垂体前叶分泌的生长激素(Gh)是对肝脏igf的合成和释放进入,4,雄性性腺,在虹鳟鱼,罗非鱼,鲈鱼中发现,igf1 mRNA和,igf1,肽存在于支持细胞和睾丸间质细胞中，表明Igf1具有自分泌/旁分泌功能,在人工培养的日本鳗鱼和罗非鱼的睾丸中,Igf1刺激精子形成是经11-酮睾酮(11-KT)诱导。此外,Igf1刺激虹鳟鱼睾丸中的精子发生过程中的胸腺嘧啶核苷纳入到精原细胞和主精母细胞,基于上诉结果,Igf1被认为是鱼类精子形成过程中的自我监管机构,在一定程度上与雄激素11-KT相互作用,但更多的关于Igf及睾丸实验仍需深入研究,雄性性腺在虹鳟鱼,罗非鱼,鲈鱼中发现igf1 mRNA和ig,5,雌性性腺,在真鲷，金头鲷,罗非鱼刚开始发育时，,Igf1肽，mRNA集中在颗粒细胞内,在金头鲷和罗非鱼,igf1 mRNA进一步检测存在于卵母细胞前期，似乎暗示开始时，卵巢内的 Igf1的产生是在生长发育前期从卵母细胞向周围的卵泡细胞转变；后来的卵母细胞Igf1肽经常是由周围的颗粒细胞传递的,在未受精的虹鳟鱼和真鲷的卵细胞中,已经观察到,微弱的igf1信使RNA信号,而在河豚的未受精的卵中则没有检测到igf1 mRNA，证明成熟的卵母细胞可能是暂时性的产生Igf1和存储供以后使用激素的场所,igf2的,m,RNA和肽都只,在罗非鱼的卵泡阶段后期的颗粒细胞中,被发现。,明确的表明IGF激素系统存在于鱼卵巢,雌性性腺在真鲷，金头鲷,罗非鱼刚开始发育时，Igf1肽，mR,6,在真鲷，普遍鲤鱼，鲶鱼的卵母细胞中，Igf1在体内和体外都增强了胚泡移植和分解（GVBD）,在不同的鲈鱼品种卵泡成熟度的研究显示，Igf1和Igf2都可以诱导减数分裂恢复,正如胚泡移植和分解指出,可以提高卵母细胞成熟能力(OMC)和回应成熟诱导甾类激素（MIH）,向体外培养的头鳗鱼的卵黄发育前的卵母细胞中加入Igf1治疗，导致卵母细胞直径增加,因此,Igf1，Igf2似乎最有可能的是促进卵泡细胞和成熟卵母细胞的增殖,在真鲷，普遍鲤鱼，鲶鱼的卵母细胞中，Igf1在体内和体外都增,7,Igf1在卵巢类固醇系统中有相同和不同的作用,在白鲈鱼中,Igf1增加卵巢碎片产生的睾丸激素和17,-雌二醇(E2)，但是MIH（,成熟诱导甾类激素）,的产生下降,在银大马哈鱼中,Igf1抑制外壁细胞中类固醇的产生(睾丸激素,17,-羟孕酮)并刺激排卵期前的卵巢的颗粒细胞产生MIH类固醇,在条纹鲈鱼中Igf1增加了E2和MIH浓度，降低培养基中培养的卵巢碎片的睾丸激素水平,在虹鳟鱼膜层,Igf1通过抑制c-AMP依赖蛋白激酶的活性刺激而抑制促黄体激素反应性（Lh）在类固醇生成中的刺激作用,上诉内容类似于增殖蛋白激酶介导的信号通路,因此,Igf1似乎施加不同的增殖和生长促进作用在GVBD（胚泡移植和分解）前后,并且似乎高度参与卵巢类固醇生成。这些相互作用可能构成Igf1影响卵母细胞成熟的基础,Igf1在卵巢类固醇系统中有相同和不同的作用,8,Gh参与性腺igf的表达吗?,据报道生长激素受体(Ghr)已经确认位于卵巢,未成熟卵母细胞比成熟的卵母细胞包含更多ghr mRNA,由于生长激素受体(Ghr)托管于igf1 mRNA，Gh可以直接影响卵巢igf1合成,在关于尼罗罗非鱼，鳟鱼，虹鳟鱼的实验中发现，,整个Gh/性腺Igf1轴参与繁殖,在头鳗鱼，海鲷，不成熟的虹鳟鱼，亚洲鲶鱼的相关实验中，并不是整个,Gh/性腺Igf1轴参与繁殖，只有其中之一与繁殖有关，除了这些少量的研究外没有其他有关Gh/Igf1轴的研究,Gh参与性腺igf的表达吗?据报道生长激素受体(Ghr)已经,9,内分泌,Igf1,对自分泌/旁分泌Igf1,在成熟的大麻哈鱼中,Igf1血浆水平与垂体Fsh水平，11-KT和E2等离子体水平呈正相关，表明内分泌Igf1对两性类固醇合成的影响,奇努克鲑鱼（大鳞大马哈鱼）实验，表明内分泌Igf1在精子发生过程中发挥作用,银鲑鱼卵巢,Igf1内分泌的参与，与Igf1血浆水平、E2和垂体Fsh呈正相关，这些研究表明卵巢内分泌Igf1的生理作用,罗非鱼雌性和雄性性腺不同细胞群观察到的早期Igf1的表现，似乎也印证了局部Igf1的重要性,内分泌Igf1对自分泌/旁分泌Igf1在成熟的大麻哈鱼中,I,10,早期性腺发育,在罗非鱼中，Igf1似乎出现的很早且在性腺有明显分布，表明局部的Igf1对雌性鱼和雄性鱼的性腺发育都有很高的影响,体细胞中的Igf1可能对性腺进一步发育和分化起至关重要的作用,体细胞中Igf1的早期表达很有可能是受Gh的刺激,在,雌性和雄性,罗非鱼的原始生殖细胞中，7 DPF(受精后天数)中只检测到Igf1肽。最有可能的是在发育的第一周内 PGCs（原始生殖细胞）他们并不生成Igf1,有人假定 Igf1可能起源于体细胞再转移到 PGCs或者直接为母体起源。但这些假设没有实验支持,近期的一个研究，对斑马鱼胚胎的吗啉代寡核苷酸的1型 Igf受体使用基因沉默，是有两个基因受体的功能拷贝即igf1ra 和 igf1rb，演示了性腺发育中Igf1的高功能影响。这项研究证明了通过igf1rb抑制Igf信号导致错误迁移和PGCs的细胞凋亡。,早期性腺发育在罗非鱼中，Igf1似乎出现的很早且在性腺有明显,11,igf1 mRNA和肽在雌性生殖细胞29 DPF,(受精后天数),被检测到而在雄性生殖细胞 51 53DPF之前都检测不到,在罗非鱼中,卵巢的第一次减数分裂发生在28 DPF左右，在睾丸中则发生在52-53 DPF左右,根据这些结果提出生殖细胞中Igf1的出现可能与减数分裂的出现有关,因此,Igf1可能参与增殖扩散,上诉假设得到了最近的一项鲈鱼睾丸中几种基因的阶段特异性表达研究的支持,igf1 mRNA和肽在雌性生殖细胞29 DPF(受精后天数,12,垂体的-性腺的(HPG)轴,最近,形态学证据提出了Igf1可能与Fsh（促卵泡激素）、Lh不仅在性腺上还在垂体水平上相互作用，在罗非鱼脑垂体中igf1基因表达的发展支持这个假设,igf1 mRNA出现在雌性和雄性脑垂体GTH区域，伴随着性腺的生殖细胞减数分裂的开始。促性腺细胞的数量包含igf1 mRNA在青春期达到高峰,在以后的生命里减少,但在生殖阶段有暂时性的增加,正常的罗非鱼群体中,占主导地位的雄性，脑垂体表现出在Lh区域只有少量的igf1,mRNA,容纳细胞，但有大量的Lh免疫反应性的细胞,而附属的雄性表现出相反的模式,人工培养的鳗鱼垂体细胞中,增加Lh细胞含量，释放剂量、时间依赖方式,垂体的-性腺的(HPG)轴最近,形态学证据提出了Igf1可能,13,在毛足鲈中，Lh的含量在性活跃的雄性垂体高于不活跃的雄性，结果表明了鱼垂体内的Igf1在性行为和竞争所起作用,依此发现在垂体中Igf1的形成，并表明Igf1可能通过增加在垂体水平上Lh细胞的数量从而促进青春期和繁殖。这种影响可能对占主导地位的雄性不是必须的，它们有大量的Lh细胞,但对附属雄性是必不可少的,它们需要增加Lh细胞的数量去竞争,因此，Igf1和HPG轴的相互作用在未来需要延伸到其他物种中，而且应该利用性腺的体外途径来决定其准确的生理作用,在毛足鲈中，Lh的含量在性活跃的雄性垂体高于不活跃的雄性，结,14,内分泌干扰,Igf1在鱼性腺中似乎是内分泌失调复合物的目标,特别是仿雌激素,罗非鱼早期发育时暴露于环境相关浓度的 17,-炔雌醇-求偶素(EE2;5 和 25 ng EE2/L)中导致生长障碍，雌性化并改变肝脏和性腺中Igf1的表达,性腺的响应模式不同于肝脏,在两性中从刚开始的igf1 mRNA的上升调节实现长期的下降调节。然而,对EE2的性别差异反应被观察到,可能是由于性腺中雌激素的生理性自分泌/旁分泌功能,在睾丸中,igf1基因表现出重要的但很短暂的下降调节，长期接触会消失或变成上升调节,成年雄性罗非鱼经每克体重5微克E2短期治疗后,睾丸的igf1和igf2 mRNA没有变化,在卵巢中，igf1 mRNA水平随处理时间增加而增加,内分泌干扰Igf1在鱼性腺中似乎是内分泌失调复合物的目标,特,15,海鲷中，向幼龄期个体施加3.5 微克 E2减少了卵巢igf1mRNA，而对igf2mRNA没有明显的影响,这种差异可能是由于不同的模版和应用阶段导致的,如前所述,Igf1很有可能在精子发生和卵母细胞增殖和成熟中发挥作用，可能通过类固醇激素相互作用而起作用,如雌激素。在罗非鱼中,EE2改变了在性腺个体发育中Igf1的正常表达模式。因此通过实验性治疗，它有导致有害后果的潜能或可能涉及雌性化影响。环境中的雌激素是否也影响性腺Igf2体系仍有待澄清,海鲷中，向幼龄期个体施加3.5 微克 E2减少了卵巢igf1,16,胰岛素样生长因子和鱼类繁殖课件,17,