褪黑激素（MLT）介导光照调控金鱼生殖内分泌的分子机制研究

The reproductive activity of teleost is a complex process. Under the continuously affection by the environmental factors, the body sensors of teleost then transfer the outside signals to the central nervous system and neuroendocrinology system, which may make a homologous respond to the reproductive system, finally, lead to the success of breeding and species continuation. Among the numerous of environmental factors, photoperiod cycle plays a critical role in teleost reproductive activity. While, because it plays a special role in the evolution of Animalia and has almost all kinds of the reproductive strategy appeared in vertebrate, fish exhibit a more complex reproductive system, as well as the mechanism of photoperiod affect the reproduction. Although, several studies have already proved that melatonin participate in the regulation of teleost reproduction, evidence confirming the direct action site of melatonin is still lacking, as well as the molecular regulating mechanism. Accordingly, in the present study, we employed the goldfish, which is the most common model in neuroendocrinology researches, to further investigate the mechanism of melatonin mediating the photoperiod regulating the reproduction. As a whole, our study will increase our knowledge to the whole reproductive endocrinology network, and will provide a solid theoretical foundation for developing a more efficient ecbolic hormones or assist ecbolic hormones based on the mechanism.

鱼类的生殖活动是一个非常复杂的过程，需要在外界环境因素的刺激下，鱼体内部中枢神经系统和内分泌系统对这些外部的环境因子做出相对的回应，最终实现繁殖，使得物种得以延续。在诸多的外界环境因素中，光周期对鱼类繁殖行为的影响极为重要。由于鱼类在动物演化中具有承上启下的地位以及几乎具有所有脊椎动物生殖策略等特点，鱼类生殖的多样性也表现得更为明显，光照对其生殖的作用方式也表现得更加复杂。尽管目前已经有很多研究初步的证实了褪黑激素对鱼类生殖活动具有调控作用，但是研究褪黑激素调控鱼类生殖活动直接作用部位的证据严重不足，介导这一过程的分子调控机制亦不明确。因此，本项目以研究鱼类生殖神经内分泌调控的最理想的模型金鱼为研究对象，深入的探讨褪黑激素介导光照对硬骨鱼类生殖活动调控的分子作用机制，为最终构建一个完整的鱼类生殖内分泌调控网络以及开发更为有效的新型鱼类催产剂或助产剂提供重要的理论基础。

鱼类的生殖活动是一个非常复杂的过程,需要在外界环境因素的刺激下,鱼体内部中枢神经系统和内分泌系统对这些外部的环境因子做出相对的回应,最终实现繁殖,使得物种得以延续。在诸多的外界环境因素中,光周期对鱼类繁殖行为的影响极为重要。由于鱼类在动物演化中具有承上启下的地位以及几乎具有所有脊椎动物生殖策略等特点,鱼类生殖的多样性也表现得更为明显,光照对其生殖的作用方式也表现得更加复杂。尽管目前已经有很多研究初步的证实了褪黑激素对鱼类生殖活动具有调控作用,但是研究褪黑激素调控鱼类生殖活动直接作用部位的证据严重不足,介导这一过程的分子调控机制亦不明确。本项目以研究鱼类生殖神经内分泌调控的最理想的模型金鱼为研究对象,通过人工调控光周期长短，发现长光照时间对金鱼性腺发育具有一定的抑制作用。且光照对雌雄性金鱼性腺发育的抑制作用一致。为进一步确定光照抑制金鱼性腺发育的作用机制，我们通过松果体切除手术，松果体切除联合眼球摘除手术实验，确定褪黑激素为所介导的光照抑制性腺发育的内源性化学信号。随后在在体手术，切除后褪黑激素补偿实验基础上，检测性腺发育调控相关基因表达量变化情况，结果显示，脑中GnRHs（sGnRH和cGnRH-Ⅱ）、NKBs（TAC3a和TAC3b）以及GnIH基因的mRNA水平以及脑垂体中FSHb和LHb基因的mRNA水平均显著下降。同时，通过神经细胞原代培养进一步确定褪黑激素对上述基因的调控作用。最终，通过双荧光原位杂交确定褪黑激素受体MelC与NKB及GnIH神经元共定位。通过原代培养金鱼神经细胞，经不同浓度褪黑激素刺激，检测下游信号系统磷酸化情况；利用信号通路拮抗剂阻断不同信号通路，鉴定褪黑激素所激活的信号通路，进而确定了褪黑激素通过PKA和PKC信号通路调控下游基因NKB和GnIH转录。综上，本研究深入的探讨褪黑激素介导光照对硬骨鱼类生殖活动调控的分子作用机制,为最终构建一个完整的鱼类生殖内分泌调控网络以及开发更为有效的新型鱼类催产剂或助产剂提供重要的理论基础。