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MT 对体外培养松果体细胞GnRH-I mRNA表达的影响

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安徽科技学院学报,2011,25(6):1-5 Journal of Anhui Science and Technology University MT对体外培养松果体细胞GnRH—I mRNA表达的影响 吕锦芳 ,姜锦鹏 ,饶开晴 ,倪迎冬 ,顾有方 ,应如海 ,宁康健 (1.安徽科技学院动物科学学院,安徽凤阳233100;2.西南民族大学,四川成都610041; 3.南京农业大学农业部动物生理生化重点开放实验室,江苏南京210095) 摘要:通过胶原酶、胰蛋白酶双消化法获取蛋鸡松果体细胞,分为对照(培养基)、酒精(溶剂对照)和褪 黑素(MT)三组进行原代细胞培养,采用相对定量RT—PCR方法检测褪黑素(MT)对培养的松果体细胞促 性腺激素释放激素一I(GnRH—I)基因表达的影响。结果表明:MTr检测丘:常培养的松果体细胞增殖速 度第9d达高峰,1ld缓降。与对照组比较,MT处理1周显著上调其表达丰度(P<0.05);与酒精溶剂组相 比,MT处理1周具有上调其表达的趋势(P<0.1);对照组与酒精组之间没有明显的差异(P>0.05)。从 而提示:体外培养松果体细胞的GnRH表达受MT的。 关键词:促性腺激素释放激素一I;褪黑激素;松果体细胞;ISA褐蛋鸡 中图分类号:¥814.1 文献标识码:A 文章编号:1673—8772(2011)06—0001—05 Effects 0f MT on GnRH—I mRNA Expression In—vitro Culture Pinealocytes LV Jin一 ,JIANGJin一 ,RAO Kai一耐,M Y'mg一 ,Cu You一 ,YING m—hai , -ji (1.College of Animal Science,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China;2.South— west University For Nationalities,Chengdu 610041,China;3.Key Laboratory of Animal Physiology and Biochemistry,Ministry of Agriculture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China) Abstract:Layer pinealocytes were isolated by using double digestion methods of coUagenase and trypsin,and ceHs were divided into 3 groups,which were the control(medium),alcohol(solvent contro1),and MT(mixed with alcoho1)group.In order to observe the effects of Melatonin(MT)on the expression of‘GnRH—I gene in layers pinealocytes cultured in vitro,total RNA was extracted from cells on 1 l th day of culture,and relative RT —PCR method was employed to detect GnRH—I mRNA expression using B~actin as the internal contro1.The resul ̄showed that hte MTr value of pinealocytes increased progressively from 1 to 9 days of culture in vitro,and htere was a bit but not signiifcant decrease on the 1lth day of culture compared to that of the 9th day.The ex— pression abundance of GnRH—I mRNA in MT group were singiifeandy higher than that of hte control groupfP <0.05),and still has up—regulated the expression trend by MT rteatment for seven days compared wiht alcohol group(P<0.1),while there was no singiifcant diference between control and alcohol groups(P>0.05). hTese results indicated that GnRH—I gene expression in layer pinealoeytes cultured in vitro was signiifcantly up —regulated by exogenous MT treatment. Key words:GnRH—I;Melatonin;Pinealocyte;ISA brown layers 松果体是一个古老的器官,主要分泌吲哚类、多肽类激素,其中最重要的是褪黑素(Melatonin,MT)。 MT作为一个广泛分布和功能多样化的分子,具有多种重要的生物学功能,除已经被阐明的视网膜和松果 收稿日期:2010—12—10 基金项目:安徽科技学院重点学科建设项目(AKXK20101—2)。 作者简介:吕锦芳(1956一),女,安徽省凤阳县人,学士,教授,主要从事动物生长与生殖研究。 2 安徽科技学院学报 2011矩 体生物时钟的信号处理,生理节奏的产生外,对机体免疫、生殖功能等都具有重要的调节作用…。据 报道MT具有抗衰老作用,人和恒河猴的衰老过程中均伴随血浆中MT水平的降低和激素昼夜释放的振 幅下降 J。Ohm认为,MT是抑制鸟类性腺功能的因素之一 J。夏银,何兰花等用MT主动或被动免疫蛋 鸡和蛋鸭可显著提高其生殖内分泌水平,显然MT通过生殖轴的对蛋禽生殖功能起到抑制作用【4’ 。 松果体内还存在着丰富的促性腺激素释放激素(ganodotrophin—releasing hormone,GnRH)样肽 J,目 前关于GnRH样肽的来源、作用等并不清楚。有报道,在体试验MT可以生殖轴的上游激素GnRH的 释放 】,至于松果体内MT对GnRH样肽的分泌影响及是否存在互作关系等至今尚不明确。本文通过体 外细胞培养,观察了蛋鸡松果体细胞GnRH—I mRNA的表达,并初步探讨了外源性MT对松果体细胞Gn— RH—I mRNA表达的调节作用。 1材料与方法 1.1主要仪器和试剂 CO 培养箱( e珊o,美国),自动酶标仪(Tecan,澳大利亚),ALD1244 PCR仪(BIO RAD,美国),生 物分光光度计(eppendorf 8.5mm,德国),凝胶电泳成像分析系统(日本Kodak 1D Eleetrophoresis Documen— tation and Analysis System 120)。DMEM培养基、胰蛋白酶和胶原酶(GIBCO,美国),胎牛血清(兰州民 海),MT(Sigma,美国),总RNA提取试剂盒(TRNzol,TIANGEN,北京),M—MLV(Pmmega,美国),随机引 物及RNAase抑制剂(南京生兴),Taq DNA聚合酶及PCR试剂(TaKaRa,大连)等。 1.2松果体细胞的获取及体外培养 2l周龄健康ISA褐蛋鸡40只,断颈宰杀,酒精消毒,无菌条件剥离颅骨,游离松果体。松果体细胞分 离、培养和形态鉴定参照文献 J。彻底剥除外膜及血管,立即放人冷双抗D—hanks液洗涤并剪碎,0.1% 胶原酶(Ⅱ型)消化15min、0.25%胰蛋白酶消化15min后,血清中和,反复吹打,100目过滤,滤液离心,重 新悬浮,吹打均匀,用DMEM细胞培养液将细胞密度调为1×10 /mL,分别接种于96孔(用于细胞活力检 测,共5块,每块接6孔)和24孔板(用于试验处理,共3块),细胞置于37 ̄C、5%CO 孵箱内静置培养。 于培养的第5d将每块培养板(24孑L)的细胞分为培养基对照组(仅培养基)、溶剂对照组(含1/300(v/v) 的无水乙醇培养基)、和浓度为10。mol/L的MT组(溶于1/300(v/v)的无水乙醇),隔日更换培养液,各 组第11d收集培养的松果体细胞,用其提取总RNA(n=3,每个样由24孔培养板的8孔培养物合并)。 1.3 MTr检测 于培养的第3d开始,隔日取96孑L板一组共6孔细胞用于细胞活力检测,每孔先弃去20t ̄L培养液,加 入MTY液2O L,孵箱内继续孵育4h后,弃去培养液,每孔加入150I ̄L DMSO,显色10 min,振荡10min,酶 标仪测OD值(波长570nm)。测至1ld。 1.4引物设计与合成 根据GenBank检索的鸡p—actin DNA序列(X00182)、鸡GnRH—I cDNA序列(X69491),使用Primer 5.0软件设计引物(见表1),由南京皓嘉生物技术有限公司合成。 表1 GnRH—I与13~aetin目的基因引物参数 Table 1 Parameters of primer pairs for GnRH—I and B—aetin 注:F:上游Forward,R:下游Reverse. 1.5总RNA提取和反转录 总RNA提取和质量鉴定:使松果体细胞悬浮于Trizol试剂中,反复吹打,收集细胞,按试剂盒提供方 法提取总RNA。生物分光光度计测定总RNA浓度和纯度(OD260/OD280:1.8—2.0)。取2 g总RNA, 4 安徽科技学院学报 表2不同培养时间松果体细胞MTr值 Table 2 MIT value of pinealocytes cells from diferent cultivation time(±S,n=6) 2011年 叠0Is8& 0《Z 基 口u绉 \H.墨考 注:小写字母不同表示差异显著(P<0.05),下同。 2.3 GnRH—I mRNA的表达 由图2显示:体外培养的松果体细胞存在丰富的GnRH—I mRNA的表达,与空白对照组比较,MT处理l 周显著上调其表达丰度(P<0.05);与酒精溶剂组比较,MT处理1周具有上调其表达的趋势(p<0.1)。 A D2000 酒精 MT 对照 ・一13.actin  250bp- ̄ —・Gn删1・6 1.4 l_2 l 一 薹o.8 0 O・6 O.4 0.2 0 对照组 酒精组 M’I’组 图2 MT对体外培养的松果腺细胞GnRH—I mRNA表达的影响 A:PCR产物2.O%EB凝胶电泳分析图;B:结果统计图 Fig.2 Effects of MT on GnRI-I—I mRNA expression in pinealocytes cultured in vitro A:EB ag ̄ose electrophoresis analysis of RT—PCR products;B:Results analysis 3讨论 此次培养初期观察到的松果体细胞形态学特征与Watanabe等[9 观察到的体外培养鸡胚松果体细胞 情况有许多共同之处。如,初期松果体实质细胞呈圆形或多角形,有强折光性,胞质较少,成纤维细胞的存 在,偶见松果体细胞有聚集成簇生长等。 已有研究证实,鸭和蛋鸡松果体内存在着丰富的GnRH mRNA的表达,从而提示松果体细胞可能具有 合成GnRH的能力u。。。本实验体外培养的松果体细胞也存在GnRH mRNA的表达,与上述结果是一致 的。推测体外培养的松果体细胞已不存在完整的神经元,若存在部分神经纤维也不可能在体外培养的条 件下增殖和进行分泌活动,因此,可以初步排除松果体接受颈交感神经支配以及脑内含GnRH阳性纤维偶 尔也投射到松果体¨u的可能性分泌。然而关于松果体细胞是否真正具有合成GnRH的能力尚待进一步 定性研究。 以往的研究还显示,GnRH可以刺激松果体MT的释放 。对性腺机能减退小鼠的研究发现,GnRH 第25卷第6期 吕锦芳,等MT对体外培养松果体细胞GnRH—l mRNA表达的影响 5 具有下调MT受体基因表达的作用¨引,提示GnRH对MT及其受体水平具有调节作用。此外,MT对Gn- RH水平也具有调节作用,MT具有明显的抑制生殖功能的作用,可直接作用于脑内视交叉上核抑制GnRH 的释放,降低血清中黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)的水平,从而抑制生殖活动 ¨。然而,u等研 究报道,MT处理老年雌性大鼠可诱导下丘脑GnRH mRNA的表达增加18%D4],这些研究结果提示在体 MT处理对生殖轴途径的GnRH mRNA表达有调节作用,且影响是因动物或年龄而异,当然以上研究结果 的差异不排除可能所采用的检测方法不同而导致。 迄今,松果体内的MT与GnRH样肽的分泌关系未见报道。此次观察到外源性MT对体外培养的松果 体细胞GnRH—I mRNA的表达具有一定的上调作用。关于MT影响的量一效关系、动物年龄的差异等值 得继续观察。由于缺乏禽类特异性的GnRH抗体,MT对松果体细胞GnRH蛋白含量的影响仍有待研究。 参考文献: [1]Reiter RJ,Tan DX,Fuentes—Broto L.Melatonin:A Multitasking Molecule[J].Pr叼嘲8 in Brain Research,2010,181(5): 127—151. 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