银鲳脑垂体促性腺激素分泌及其受体在性腺中定位研究

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银鲳(Pampus argenteus)隶属鲈形目(Perciformes),鲳亚目(Stromateoidei),鲳科(Stromateidae),鲳属(Pampus),集群生活在近海中上层,是中国著名的海洋经济鱼类。银鲳具有较高的经济价值,中国沿海都有分布,过去银鲳的年渔获量曾接近40万吨,然而进入上世纪90年代以后,由于过度捕捞其资源量开始出现明显下降,海洋捕捞产量长期维持零增长,加之海洋环境逐年恶化,银鲳资源衰退迅速。近十几年来,宁波大学和东海水产研究所先后对银鲳工厂化养殖和繁育进行了探索,尤其是2010年后取得了突破性进展。人工养殖的银鲳亲鱼虽然在1周龄就能自行产卵,但目前人工养殖的银鲳亲鱼产卵调控技术尚不稳定,人工繁殖过程中发现存在亲鱼怀卵量偏少,雌雄发育不同步,受精率低等制约苗种数量的问题。主要原因是对人工养殖条件下银鲳亲鱼性腺发育的生殖生理学和神经内分泌调节的规律认识不足。  因此本研究采用显微与亚显微、免疫组织化学、酶联免疫吸附法(Elisa)等技术手段,围绕人工养殖银鲳性腺的周年发育,以银鲳性腺组织学为基础,研究了银鲳性腺发育周期中脑垂体的形态与组织学结构、促性腺激素分泌细胞分布规律以及超微结构的变化特征,并分析了血清中促性腺激素含量的周年变化规律,还对促性腺激素受体在性腺中的定位进行了初步研究。研究结果揭示了银鲳性腺发育不同时期脑垂体中促性腺激素分泌细胞分布特点、血清促性腺激素水平与性腺发育三者之间的协同关系,探讨了人工养殖条件下银鲳性腺发育与成熟的内分泌生理机制,从而为银鲳生殖调控和性腺发育提供了基础理论资料。现将两年研究的主要结论总结如下:  (1)从组织学显微水平观察,银鲳脑垂体属于背腹型,由神经垂体和腺垂体组成。腺垂体由前腺垂体(RPD)、中腺垂体(PPD)、后腺垂体(PI)三部分构成;采用Mallory三色法和PAS-OG法等特殊的组织学染色方法,共鉴别出催乳激素(PRL)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素(GH)、促甲状腺激素(TSH)、促性腺激素(GTH)和促黑色素激素(MSH)六种内分泌细胞。  (2)从电镜亚显微结构发现,银鲳脑垂体内只有一种类型的GtH分泌细胞,其内含有大小两种分泌颗粒。产卵前脑垂体中GtH细胞体积增大,胞质内分泌颗粒多,产卵后期,细胞内分泌颗粒大量释放,空泡数量增多并出现相互串联现象。  (3)用免疫组织化学技术则证实,银鲳脑垂体内促卵泡激素(FSHβ)和促黄体生成素(LHβ)由不同的GtH分泌细胞产生;Ⅱ期性腺时脑垂体才有FSHβ和L Hβ的阳性信号,且随着性腺的发育阳性信号增强。FSHβ阳性反应细胞在Ⅳ期性腺时最多,而LHβ阳性细胞则在Ⅴ期性腺时显示最多,随后两者阳性信号随性腺退化逐渐减少。垂体内促性腺激素(FSHβ和LHβ)信号强弱与脑垂体中GtH分泌细胞的活跃程度密切相关。  (4)用ELISA法测定了血清中促性腺激素,结果表明银鲳雌鱼的FSH周年表达水平1.23~6.42mIU/ml,雄鱼为1.17~3.10mIU/ml。雌鱼和雄鱼的FSH都在Ⅳ期性腺时(4月份)达到峰值,此时雌鱼血清中FSH的含量是雄鱼的2倍(P<0.05);LH含量变化与FSH类似,区别在于其峰值在Ⅴ期(5月份)出现,雌鱼的LH变化为21.09~117.93mIU/ml,而雄鱼为19.46~91.94mIU/ml;雌鱼的LH水平显著高于雄鱼(P<0.05);银鲳血清中FSH含量在性腺发育Ⅰ期开始升高,卵黄生成期以及精子发生期起关键作用,而LH则在性腺早期含量较低,在性腺最终成熟及产卵排精时期起主导作用,这说明FSH主要在配子形成前期发挥其生理作用,而LH则是促进银鲳最终的排精和产卵。  (5)通过免疫组织化学技术,定位性腺中促性腺激素受体(FSHR和LHR)发现,卵巢中FSHR在第2时相卵母细胞的滤泡膜中开始出现阳性信号,第3时相开始在卵母细胞核质、胞质、滤泡膜的阳性信号逐渐加强;LHR在各期卵巢内的表达与FSHR基本类似,但第4时相卵母细胞内FSHR的免疫阳性信号明显高于LHR。精巢内FSHR和LHR主要在精细胞的质膜及精子的细胞膜上有信号,精子的尾部有较弱的阳性信号,精子头部则呈阴性反应;总体上各期精巢内LHR的免疫阳性信号高于FSHR。总之银鲳精巢和卵巢内促性腺激素受体的表达规律与血清中促性腺激素的表达规律十分吻合,从而证明了FSH和LH在银鲳性腺发育过程中起到了重要的生理学作用。  (6)综合运用组织切片、电镜、酶联免疫吸附实验以及免疫组织化学等技术,深入探究了银鲳脑垂体内促性腺激素分泌细胞分布和促性腺激素(FSHβ和LHβ)定位、血清中的促性腺激素(FSH和LH)含量变动、精巢与卵巢内促性腺激素受体(FSHR和LHR)表达及其与性腺发育的呼应联系,从而在组织学水平、细胞学水平、蛋白水平、激素水平四个层面,证实了FSH和LH在银鲳性腺发育过程的作用机理。
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