大型鱼类性成熟时间长的问题普遍存在,这给人工繁殖生产和提高良种选育效率带来了较大困难。与哺乳动物类似,鱼类性腺发育和性成熟启动亦受下丘脑-垂体-性腺轴的调控,其中垂体促性腺激素（Gonadotropin,GtH）尤其是促黄体生成素（Luteinizing hormone,LH）脉冲式释放是性成熟启动的关键。基于此,以草鱼为研究对象,我们拟通过解析催乳素释放激素（Prolactin-releasing peptide,PrRP）和雌二醇（17β-estradiol,E2）对垂体中GtH合成与分泌的调节机制,进而揭示这两个因子在鱼类性成熟启动调控中的作用。本研究将丰富我们对鱼类性成熟启动调控网络的认识,对下一步开发鱼用高效催熟药,提高大型鱼类的育种效率具有重要意义。17β-雌二醇是由卵巢和脑生成的一种重要的性类固醇激素。在哺乳动物中,E2通过作用于下丘脑-垂体-性腺轴参与性成熟启动过程的调控。但是,人们对E2在硬骨鱼垂体中的功能了解较少。以草鱼为研究对象,我们首先从其垂体中克隆得到三种雌激素核受体（nERs:ERα,ERβ1和ERβ2）和两种G蛋白偶联膜受体（GPERs:GPER1a和GPER1b）。通过组织表达分析,表明nERs和GPERs都在草鱼垂体中高表达,说明E2在垂体中扮演着重要的角色。首先,以草鱼垂体细胞为研究对象,通过转录组测序分析表明E2能显著上调垂体细胞中28个基因的表达,这些基因参与了多种生物功能,包括生殖、性腺发育和中央神经系统发育。通过体内注射和体外原代细胞培养,我们证明了E2可以诱导促黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）的合成与分泌。受体选择性实验显示,E2能够通过激活垂体中ERβ和GPER1受体进而调节LH和FSH的合成与分泌。受体后信号通路分析显示,E2能够通过激活腺苷酸环化酶/cAMP/蛋白激酶A通路、磷脂酶C/肌醇1,3,5-三磷酸/蛋白激酶C通路和Ca²⁺/调钙蛋白/CaM-依赖性蛋白激酶II通路进而诱导LHβ和FSHβ的表达。除了LH与FSH外,E2还可以诱导草鱼垂体细胞中GREB1（一种垂体发育的调节基因）的mRNA表达。综上结果表明,E2在未性成熟草鱼的促性腺激素分泌和垂体发育过程中发挥了重要功能。在哺乳动物中,催乳素释放肽（PrRP）已被证明能够通过诱导催乳素分泌参与生殖过程调控。然而,PrRP在鱼类中的功能研究却很少。在本研究中,以草鱼为研究对象,首先,从草鱼垂体和下丘脑中克隆得到两种类型的PrRP和三种PrRP受体（PrRP-Rs）。组织表达分析表明这三种受体在草鱼垂体中高表达,表明PrRP是一个潜在的下丘脑促激素释放因子。通过转染实验,在HEK293T细胞膜上表达PrRP-Rs,我们发现,PrRP1对PrRP-R1a和PrRP-R1b具有更高的激活效率;然而,PrRP2更倾向于激活PrRP-R2。腹腔注射实验表明,注射PrRP1和PrRP2之后3 h和24 h,血清中LH分泌水平显著提高;除此之外,这两种短肽均可以诱导草鱼垂体中LHβmRNA表达。离体实验表明,PrRP1和PrRP2均可显著促进草鱼垂体细胞中LH的合成与分泌。通过荧光素酶报告基因检测,我们发现PrRP1通过结合PrRP-R1a和PrRP-R1b两个受体进而激活LHβ启动子的转录;除此之外,PrRP2和高剂量的PrRP1可通过激活PrRP-R2受体进而激活LHβ启动子的转录。上述发现表明PrRPs通过激活PrRP-R从而诱导LH分泌与mRNA表达。此外,利用一系列信号通路抑制剂和激动剂,发现PrRP是通过激活受体后AC/cAMP/PKA,PLC/IP3/PKC和Ca²⁺/CaM通路诱导LH合成与分泌。