硬骨鱼类黄鳝垂体中Cyp19基因表达调控及其功能分析

Cyp19基因编码细胞色素P450芳香化酶，催化睾酮转变成17β-雌二醇（E2）。脊椎动物垂体也表达Cyp19基因，催化垂体局部E2的合成，调节动物下丘脑-垂体-性腺生殖内分泌调控轴，但有关垂体中Cyp19基因表达调控机制及其功能目前了解甚少。我们前期的研究表明：黄鳝垂体Cyp19b基因表达水平在间性期明显低于雌性和雄性期；与其它硬骨鱼类不同，E2不能上调其表达水平，而雄激素能上调其表达。本项目拟克隆和鉴定黄鳝垂体中Cyp19b基因启动子及其上游调控序列，应用细胞转染和体外垂体孵育等实验，分析E2、雄激素、GnRH和FTZ-F1等对垂体Cyp19b基因表达的影响，以及芳香化酶对垂体生殖相关功能基因表达的调节作用，探讨黄鳝垂体Cyp19b基因表达调控机制及其生理功能。研究结果不仅对于揭示黄鳝自然性逆转机制有重要意义，而且将为阐明脊椎动物垂体中芳香化酶基因表达调控机制和功能提供新颖的内容。

鱼类脑芳香化酶基因（cyp19a1b）主要在脑组织和垂体组织表达，催化这些组织中雌激素的合成，参与生殖内分泌调控过程。本项目主要探讨黄鳝垂体中cyp19a1b基因表达调控及其功能，结果表明：黄鳝cyp19a1b在脑组织和垂体组织中的表达分别由组织特异性启动子调控，其中脑组织特异启动子（PI）为cyp19a1b基因5’旁侧序列，而垂体特异启动子（PII）为cyp19a1b基因第一内含子；与其他硬骨鱼类不同，启动子PI上的雌激素反应元件ERE位点发生突变，从而对E2刺激没有反应；启动子PII上出现雄激素反应元件ARE，雄激素DHT处理明显上调该启动子活性；对体外孵育黄鳝垂体和下丘脑组织，E2不能上调其中cyp19a1b基因表达水平，但DHT仅上调垂体中cyp19a1b基因表达水平，并且DHT是通过PII上调垂体组织中cyp19a1b表达水平，这与脑和垂体组织特异性启动子反应性一致；黄鳝垂体中cyp19a1b基因表达可能不受FTZ-F1转录因子的调控，而可能受下丘脑GnRH的上调；芳香化酶抑制剂letrozole可降低睾酮对黄鳝垂体lhb的刺激作用，表明垂体中芳香化酶可能通过催化雄激素转变为雌激素，增强雄激素对垂体lhb基因表达的上调作用；脑芳香化酶免疫信号主要分布在雌性黄鳝垂体外周。这些研究结果为阐明硬骨鱼类垂体中脑芳香化酶基因表达调控及其作用有重要的促进作用。