综述:GnRHs在小斑猫鲨精子发生和类固醇生成中的直接作用表征

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:General and Comparative Endocrinology 2

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  这篇综述揭示了促性腺激素释放激素(GnRH)在软骨鱼类(如小斑猫鲨Scyliorhinus canicula)睾丸中的直接调控作用。通过系统鉴定三种GnRH(GnRH1/2/3)和四种受体(ScGnRHR-I1、-IIa1、-IIa2、-IIb2),结合体外功能实验证实其通过激活生长激素受体(GHR)和17β-羟基类固醇脱氢酶(HSD17b)通路,促进精子发生(spermiogenesis)并上调17β-雌二醇(E2)合成,为理解脊椎动物生殖内分泌进化提供了新视角。

  

Abstract
下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)通过调控促性腺激素生成影响生殖功能。在板鳃类(如小斑猫鲨)中,GnRH通过体循环刺激垂体腹叶的促性腺激素细胞。本研究首次揭示ScGnRHs通过四种受体(ScGnRHR-I1、-IIa1、-IIa2、-IIb2)直接作用于睾丸,其中ScGnRH2/3在飞摩尔至纳摩尔浓度下高效激活受体(ScGnRHR-IIa2除外)。蛋白质组学分析显示,GnRH处理上调1677种蛋白,包括胆固醇代谢关键酶HSD17b3/12和生长激素受体(GHR),并促进支持细胞合成E2

Introduction
脊椎动物中,GnRH1/2/3分别位于间脑、中脑和端脑。板鳃类的独特之处在于其垂体腹叶(VPD)缺乏门脉系统,GnRH2/3通过体循环发挥作用。研究通过基因组分析鉴定出ScGnRHs和ScGnRHRs,并发现其在睾丸生精周期中高表达,暗示其旁分泌调控潜力。

Results

  1. GnRHs与受体鉴定
    系统发育分析显示,板鳃类保留三种GnRH(10氨基酸保守结构)和四类受体。体外实验表明ScGnRH2/3对ScGnRHR-IIb2的激活效率较低。
  2. 组织表达谱
    gnrh基因主要在脑部表达,而gnrhr在精子发生期的睾丸中富集。原位杂交证实ghr和hsd17b3/12定位于支持细胞——鲨类主要的类固醇生成细胞。
  3. 功能验证
    睾丸外植体实验显示,GnRH2/3显著上调GHR和HSD17b通路,LC-ESI-HRMS/MS检测到E2浓度升高,同时下调DNA结构相关蛋白。

Discussion
该研究首次阐明GnRHs通过旁分泌途径直接调控鲨类精子发生和类固醇生成,其机制可能涉及:

  • 激活GHR-STAT5信号通路促进生精细胞分化
  • 通过HSD17b3/12催化雄烯二酮转化为睾酮(T)和E2
  • 表观遗传调控(如组蛋白修饰)影响基因转录

Conclusion
ScGnRHs系统为理解脊椎动物生殖内分泌进化提供了关键模型,其"体循环递送-GnRHR多亚型协同"的调控模式,或为软骨鱼类适应性生殖策略的分子基础。

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