日本鰻(Anguilla japonica)初級卵巢對雄激素的反應性-與神經肽及其受體有關嗎?成對比較同一個體處理前、後的變化
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摘要 / Abstract:
在鰻魚(Anguilla spp)已經確立雄激素可刺激初級卵巢的發育,但此刺激作用的機制並不清楚,雖然,雄激素可降低初級卵巢中PTEN含量或刺激卵FSH受體的表現。但實際上,激素對不同個體鰻魚卵巢的刺激作用是有極大差異的,這導致鰻魚人工催熟過程中對結果不確定性。實驗證據顯示催熟的成果和受處理的個體其卵巢初期的發育狀態有關,而卵巢的初期發育可能不是由腦下垂體所分泌的促性腺激素所主控的。在發育學中,循環系統與神經系統是兩個先驅系統,早於內分泌系統;哺乳動物的卵巢和中樞神經系統以自主神經相連,也證明,除了內分泌系統,神經性因子和神經胜肽對初級卵巢生理的影響。人工催熟下,鰻魚卵巢的發育似乎接近器官的發生,血管生成生長因子(VEGF)對器官發生扮演重要的角色,血管生成和神經發生是耦合的,但鮮少有報告提及魚類卵巢發育過程中,其神經的生成或背景和卵巢發育狀態與激素刺激反應性之間的關係。本研究的目的是,利用雄激素對卵巢的刺激作用,研究:(1)了解卵巢相關基因(神經肽受體,生長因子受體,血管生成及神經源性因子)的背景表達程度,與外源性雄激素刺激效果的相關性;(2)尋找合理的生物學標記,以預測鰻魚人工成熟誘導過程的結果。使用體重相似的養殖日本鰻魚(體重約 700 g,n = 7),在雄激素(MT)注射處理之前,以外科手術先對卵巢組織進行採樣,將組織儲存在液氮中。在處理4週後,再收集卵巢組織,根據卵徑的變化評估雄激素對卵巢發育的影響程度,對成對(處理前、後)的卵巢進行轉錄組測序分析,同時依據日本鰻魚的基因組為基礎分析編碼和非編碼RNA的多種形式。日本鰻魚的基因組,來自雌性黃鰻的血液,採用長度大於100Kb的1,211個支架,這些支架可以合成92%的日本鰻魚基因組。來自三個配對基因的16104個註釋基因的轉錄組結果已建立資料庫(http://molas.iis.sinica.edu.tw/jpeel)。結果顯示:(1)如果初期始得卵徑小於0.1 mm,則雄激素可能不具刺激作用。 (2)通過聚類分析和熱圖法,儘管熱圖的模式不相同,但同一群分枝中的那些具有相似的表型,並且如果基於維恩圖法,基因背景似乎與雄激素刺激作用相關。 (3)這些因子及其受體的基因表達模式與表型的趨勢並不一致。
來自成對轉錄組的比較(基因型)與外表型相對應的結果,我們提出了以下論點:(1)在硬骨魚中,基因不同異構型 (isoforms)在生物過程中的重要性與複雜性; (2)背景基因的表達程度,誘導基因表達程度或基因表達倍數的變化,可能代表不同基因的屬性與時序性; (3)基因組對轉錄組基因註釋命名是重要的; (4)新的數學模式或/和統計學,以及生物資訊學方法對生物學研究的重要性; (5)在細胞/組織中復雜性(complexity)的重要。
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