维甲酸X受体在杂色鲍性畸变中的作用

维甲酸X受体在杂色鲍性畸变中的作用

论文摘要

有机锡化合物广泛用于船只和其它海洋设施防污漆中的添加剂,已造成全世界范围的严重污染,对海洋生物最主要的毒性效应是诱导腹足类发生性畸变,目前已有200余种腹足类报道了性畸变现象。性畸变(imposex)是指雄性特征的阴茎、输精管在雌性腹足类体内叠加生长的现象,是内分泌干扰物影响生物的典型案例,已经积累了大量的形态学研究资料。但由于有关腹足类性别分化和性腺发育的内分泌学研究基础比较薄弱,有关性畸变的分子机制一直存在很多争议。新近的一些研究表明维甲酸X受体(retinoid X receptor,RXR)在腹足类性畸变过程中起着重要的作用。论文克隆了杂色鲍(Haliotis diversicolor)RXR基因的两种亚型,研究了其在杂色鲍性畸变过程中的变化,现将结果摘要如下:1)杂色鲍RXR基因的两种亚型(RXRa和RXRb)分别编码459和463个氨基酸,预测分子量分别为50.56k Da和50.93k Da,等电点为7.36,预测有10个丝氨酸(Ser)、2个苏氨酸(Thr)、4个酪氨酸(Tyr)的磷酸化位点,没有信号肽。RXR的c DNA包含5’非编码区(Untranslated Region,UTR)107bp和3’非编码区416bp,3’非编码区有个典型的poly A加尾信号AATAA。杂色鲍RXR包含核受体超家族特异的结构特征:不保守的A/B区,最保守的C区(DNA结合域),D区(铰链区)和较为保守的E区(配体结合域)。杂色鲍RXR功能结构域相似性比较和系统进化分析RXR不同功能域比对结果显示,杂色鲍RXR在结构上与脊椎动物的RXR更为接近。2)对杂色鲍RXR两种亚型和其它软体动物亚型的结构比对发现,不同亚型之间的差异只在T-box区域的A与V之间插入氨基酸的个数不同,而在氨基酸序列的其他位置是完全相同。杂色鲍RXRb在T-box区域比RXRa多插入了4个氨基酸(LLAA);腹足纲新腹足目狗岩螺(Nucella lapillus)和疣荔枝螺(Thais clavigera)的两个亚型相差5个氨基酸;双壳纲的栉孔扇贝(Azumapecten farreri)RXR有四种异构体,在A和V之间分别插入4、20和24氨基酸。T-box是RXR重要的DNA结合功能区,在RXR与下游基因的结合中起重要作用,在该区域的不同剪切可能与调控不同的下游基因有关。3)实时荧光定量PCR结果显示RXR基因在杂色鲍各个组织都有表达,在雄性肝胰腺的表达显著高于雌性,而在雌性头部的表达显著高于雄性(p<0.05);在血液的表达最低。4)论文观察了正常雌性杂色鲍和TBT(1μg Sn/g wet wt)暴露后卵巢发育的组织学变化。杂色鲍卵巢发育过程可分为休止期、增殖期、生长期、成熟期和排放期。石蜡切片观察结果显示TBT注射的杂色鲍卵母细胞发育迟缓,多数出现变形或破裂,两个月后甚至能够观察到少量精小管的出现。5)成鲍暴露于1μg Sn/g(wet wt)的TBT,TPT、9c RA和BSA(作为对照)后,TBT、TPT和9c RA组性腺RXR基因两个月后都出现明显的上调表达,说明TBT、TPT和9c RA一样可能作为杂色鲍RXR的配体激活该基因的转录。此外,论文还研究了幼鲍暴露TBT后RXR基因在肝胰腺和性腺中的表达量变化。在性腺中,RXR基因在12h,24h,192h和8W出现显著上调表达(p<0.05);而在肝胰腺中,RXR基因的表达没有出现显著变化。6)为探讨RXR可能的靶基因,论文研究了幼鲍暴露TBT后几种性腺发育相关基因包括精子发生相关蛋白5(Spermatogenesis-associated protein 5,SPATA5),精巢特异表达基因10(testis-specific expressed gene 10,TEX10),15-羟基前列腺素脱氢酶(15-hydroxy-prostaglandin dehydrogenase,15-PGDH),胆盐激活脂肪酶(bile-salt-activated lipase,BSAL)在肝胰腺和性腺中的表达量变化。结果显示TBT注射后12h和8W,spata5在卵巢出现显著下调表达(p<0.05),在肝胰腺中,spata5在注射后6h和12h明显下调表达,192h开始明显上调表达(p<0.05),注射后8W实验组和对照组没有显著差异(p=0.052);TEX10在雌鲍肝胰腺和性腺中的m RNA水平没有发生显著变化;注射后12h和2W,15-PGDH在性腺中显著下调表达;注射后8W,15-PGDH在肝胰腺中显著上调表达(p<0.05);TBT注射后,BSAL基因在性腺中的表达没有变化,在肝胰腺中,TBT能极显著抑制BSAL基因的上调表达(p<0.001)。并讨论了这些基因与RXR可能存在的关系。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 主要符号表
  • 第1章 绪论
  • 1.1 杂色鲍及其养殖现状
  • 1.2 有机锡化合物及其对海洋生物的影响
  • 1.3 海产腹足类性畸变研究进展
  • 1.3.1 性畸变(imposex)
  • 1.3.2 性畸变程度的划分
  • 1.3.3 性畸变分子机制研究进展
  • 1.4 腹足类RXR研究进展
  • 1.5 本研究的目的意义和主要研究内容
  • 1.5.1 本研究的目的和意义
  • 1.5.2 主要研究内容和技术路线
  • 第2章 材料与方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 实验对象
  • 2.1.2 主要试剂和仪器
  • 2.1.3 引物
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 杂色鲍总RNA的提取
  • 2.2.2 SMART-RACE技术克隆基因全长
  • 2.2.3 生物信息学分析
  • 2.2.4 组织切片的制备
  • 2.2.5 实时荧光定量PCR
  • 第3章 实验结果
  • 3.1 杂色鲍总RNA提取结果
  • 3.2 简并引物扩增HdRXR结果
  • 3.3 RACE-PCR结果
  • 3.4 HdRXR亚型的克隆
  • 3.5 杂色鲍RXR基因序列分析
  • 3.5.1 杂色鲍RXR基因的序列全长
  • 3.5.2 杂色鲍RXR基因的多序列比对
  • 3.5.3 杂色鲍RXR基因的组织表达
  • 3.5.4 有机锡暴露对杂色鲍成鲍RXR基因mRNA表达的影响
  • 3.5.5 有机锡暴露对杂色鲍幼鲍RXR基因mRNA表达的影响
  • 3.6 杂色鲍卵巢结构和发育分期
  • 3.6.1 杂色鲍卵巢的组织结构
  • 3.6.2 杂色鲍卵子发生的分期
  • 3.6.3 杂色鲍卵巢发育的分期
  • 3.7 TBT注射后杂色鲍卵巢发育的变化
  • 3.8 有机锡暴露对其它性腺发育相关基因的影响
  • 3.8.1 15-羟基前列腺素脱氢酶基因的表达
  • 3.8.2 精子发生相关蛋白5基因的表达
  • 3.8.3 胆盐激活脂肪酶基因的表达
  • 3.8.4 精巢特异表达基因 10
  • 第4章 讨论
  • 4.1 杂色鲍维甲酸X受体基因结构的分析
  • 4.1.1 HdRXR基因的结构
  • 4.1.2 HdRXR基因的亚型
  • 4.1.3 HdRXR基因的组织分布
  • 4.1.4 HdRXR在杂色鲍性畸变中的作用
  • 4.2 TBT暴露对杂色鲍性腺组织学的影响
  • 4.3 TBT暴露对其它性腺发育相关基因的影响
  • 4.3.1 15-羟基前列腺素脱氢酶
  • 4.3.2 精子发生相关蛋白 5
  • 4.3.3 胆盐激活脂肪酶
  • 4.3.4 精巢特异表达基因 10
  • 4.3.5 TBT暴露后性腺发育相关基因与RXR mRNA的共表达
  • 第5章 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间发表的学术论文及研究成果
  • 相关论文文献

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