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盐度作为一个环境因子被广泛研究,水体盐度的变化对鱼类的生存、生长、繁殖以及分布有重要影响。海水鱼类的盐度适应性过程中,其肾脏组织可通过复杂的生理学性状,代谢通路和基因网络等进行渗透压调控,以维持内环境的稳定。海水鱼类中的金钱鱼(Scatophagus argus)是一种研究渗透压调节机制的良好模型。本实验通过RNA测序研究金钱鱼在不同盐度下的表达图谱,结合生理学分子工具和生物化学技术分别从体内和体外揭示肾脏组织中的渗透调节机理。比对金钱鱼肾脏组织的低盐胁迫组(0‰,FW),高盐胁迫组(50‰,HW)和对照组(25‰)的转录组数据,从FW和HW组中分别获得19,012和36,253个差异表达基因(DEGs)。基于DEGs的功能分类,表明肾脏多巴胺系统介导的Na~+运输在渗透压调节中起到主要作用。多巴胺系统有关候选基因表达变化的鉴定发现,通过调节多巴胺重吸收(dat和nkaα1)、囊泡运输介导的多巴胺释放(pink1,lrrk2,ace,和apn)、DAT磷酸化(CaMKIIα和pkcβ)和内在化(akt1)有关的基因表达能够影响肾脏多巴胺的释放和重吸收。此转录调控确保了金钱鱼肾脏细胞外的多巴胺丰度适宜。最终,细胞外多巴胺丰度的波动直接影响机体内Na~+/K~+-ATPase(NKA)的表达和活性,并且与体内Na~+内稳态相关联。转录组数据提供了金钱鱼肾脏渗透压调节研究的分子基础。本研究揭示了肾脏多巴胺系统介导的Na~+运输是鱼类渗透压调控的重要机制。同时为进一步研究广盐性鱼类的渗透压调控机制提供坚实基础。鳃作为渗透压调节的另一主要器官被广泛研究,但多数研究集中于鳃组织,针对体外细胞水平的研究较少。鳃细胞培养技术的建立可以为鱼类渗透压调节机理研究提供重要的实验手段和研究方法。本研究采用胰蛋白酶消化法进行了金钱鱼鳃细胞的体外培养,确定该类细胞原代和传代培养的最优条件,分析了其生长特性。本研究结果表明,金钱鱼鳃细胞系在28℃,含有20%胎牛血清(Fetal bovine serum,FBS)的L-15培养基中生长最佳,2-4 d即可传代,传代后可稳定培养,命名为SG。在传代培养过程中,对其增殖情况进行分析,发现SG细胞群体倍增时间为40.8 h。正常传代的SG细胞冻存、复苏后,经台盼蓝染色测得细胞存活率约为87%。鳃细胞直接同水体环境接触,具有高效的渗透压调节能力。环境盐度变化时,鳃细胞启动渗透压胁迫应答机制,维持内环境稳态。本研究对SG细胞进行渗透压刺激后检测其增殖情况并观察形态变化。分析表明SG细胞在分别为150和600 mOsmol/kg的低渗和高渗胁迫后均可增殖,且低渗胁迫后的增殖速度是高渗胁迫的1.5倍。渗透压胁迫后SG细胞的形态观察结果显示,低渗培养基胁迫后细胞体积发生膨胀而高渗条件下细胞体积发生皱缩。由此推断SG细胞具有较强渗透压耐受性,且低渗耐受能力强于高渗。SG细胞系的建立为金钱鱼渗透压应答机制和相关基因功能的研究提供了基础实验材料。