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半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)R-spondin2基因的分子克隆、表达模式及其在肌肉发育过程中功能的初步探究

杨芳  
【摘要】:R-spondin2基因是Rspo基因家族中一员。R-spondin(Rspo)蛋白家族共有4个成员(Rspo 1-4),均为分泌性蛋白,其蛋白结构均含有以下几个典型结构域:N端含有20-25个氨基酸的信号肽区,富含半胱氨酸的弗林类似结构域FU区、I型血小板反应结构域TSP1 (thrombospondin type 1 domain)和C端富含可变数量碱性氨基酸的区域。在小鼠、爪蟾等生物体中的研究显示Rspos可以通过激活以及协同Wnt/β-catenin信号通路,从而参与对细胞增殖和分化的调控,参与影响骨骼、肌肉、血管等组织的发育以及参与四肢和雌雄性腺的分化、发育,并可能在多种疾病的发生过程中起着至关重要的作用。例如,在爪蟾的研究中发现,Rspo2通过激活经典Wnt信号通路,促进β-catenin介导的胚胎肌肉发生,而敲降Rspo2可以显著地阻抑这一过程,表明Rspo2对于依赖于Wnt的胚胎肌肉发生过程非常必要。在小鼠中,敲除对卵母细胞发生起重要作用的Nobox基因后,小鼠卵巢中Rspo2表达水平显著下降,显示Rspo2可能在Nobox下游调控卵母细胞发育,参与雌性生殖系统发育。此外,半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)是我国北方主要的海水养殖名贵鱼类品种之一,具有很高的实用价值和经济价值。然而,半滑舌鳎体重存在雌雄个体二相性差异,对于养殖的半滑舌鳎来说,同龄的成年雌雄个体要比雄性个体大。另外,对于水产养殖鱼类来说,获得健康丰富的肌肉也是比较关注的一点。所以,基于以上情况,本研究试图着重探究R-spondin2基因在半滑舌鳎雌雄性腺分化以及肌肉发育方面潜在的功能。本实验中,通过基因克隆技术得到能够编码完整R-spondin2蛋白氨基酸的ORF序列,对预测的氨基酸序列分析可知其含有Rspo蛋白家族典型的结构,3D蛋白结构模型显示其与斑马鱼、青鲻等物种之间具有高度的蛋白保守性。实时定量PCR实验表明,在胚胎早期发育过程中,R-spondin2基因处于低水平表达,直至原肠发生;在组织中出现脑、鳃、性腺的高表达水平。性腺切片原位杂交结果显示了R-spondin2在精巢和卵巢的生殖细胞中的广泛表达,暗示其在性腺发育中的潜在作用。此外,利用斑马鱼这一模式生物作为研究平台,为研究海洋经济鱼类基因功能提供了可能。我们以显微注射技术为基础,结合斑马龟整胚染色实验以及胚胎整体原位杂交技术,初步探究得知半滑舌鳎R-spondin2基因对于早期肌肉发育具有潜在重要影响。


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