尼罗罗非鱼促甲状腺激素释放激素(TRH)及其受体(TRHRs)的系统鉴定与功能解析：揭示TRH-TRHR信号轴在硬骨鱼中的进化与调控机制

本研究针对硬骨鱼类TRH-TRHR系统的功能演化这一科学问题，通过尼罗罗非鱼模型系统鉴定了TRH及其受体家族成员（tiTRHR1a/1b/3），揭示了TRH通过激活钙离子（Ca2+）动员、MAPK/ERK和cAMP/PKA等多条信号通路的分子机制，并发现其表达受饥饿和冷应激调控，为理解脊椎动物TRH信号系统的功能保守性与物种特异性提供了重要依据。

　　

在脊椎动物中，促甲状腺激素释放激素（Thyrotropin-releasing hormone, TRH）作为下丘脑-垂体-甲状腺轴（HPT轴）的启动因子，调控着能量代谢、食欲和繁殖等关键生理过程。这种由三个氨基酸组成的神经肽通过G蛋白偶联受体（GPCR）家族发挥作用，然而其受体亚型在不同物种中存在显著差异——TRHR2和TRHR3在某些谱系中神秘消失，这种进化分歧背后的功能意义始终成谜。更引人深思的是，尽管哺乳动物的TRH系统已被广泛研究，但在占据脊椎动物半壁江水的硬骨鱼类中，全基因组复制事件带来的基因家族扩张使得TRH信号系统变得异常复杂，相关研究却严重滞后。

为解决这一科学问题，来自西昌大学的研究团队以具有重要经济价值的尼罗罗非鱼为模型，在《Peptides》发表了突破性研究成果。研究通过RACE技术克隆获得tiTRH及其受体cDNA，结合系统发育分析和共线性比对，首次揭示该物种存在TRHR2缺失现象。利用双荧光素酶报告系统、信号通路抑制剂和蛋白质印迹等技术，证实tiTRH能差异性激活tiTRHR1a/1b/3亚型，触发Ca²⁺内流、MAPK/ERK和cAMP/PKA三条经典通路。定量PCR则发现这些基因在中枢神经系统富集，且对饥饿和冷应激呈现差异化响应模式。

动物与组织
实验用鱼来自广州养殖场，通过RACE技术从脑组织成功克隆1028bp的tiTRH cDNA，其编码的270aa前体可加工产生8个TRH肽段。基因组分析显示其具有与人类保守的三外显子结构。

tiTRHRs的分子鉴定
共鉴定出tiTRHR1a（370aa）、tiTRHR1b（376aa）和tiTRHR3（387aa）三个亚型，系统发育树证实TRHR2在进化过程中丢失。受体蛋白均具有典型GPCR的7次跨膜结构，但胞内环区存在显著差异。

功能验证实验
双荧光素酶报告系统显示，10^-7M tiTRH即可激活所有受体亚型，但效能差异显著：tiTRHR1b对MAPK/ERK通路激活最强，tiTRHR3则优先刺激cAMP积累。Western blot进一步证实ERK1/2磷酸化水平的变化。

表达谱分析
在中枢神经系统中，下丘脑表现出最高表达量。值得注意的是，短期饥饿和急性冷暴露（16°C）分别使下丘脑tiTRH和tiTRHR1b表达下调40%-60%，而tiTRHR1a仅对冷应激敏感。

这项研究首次绘制了硬骨鱼类TRH-TRHR系统的完整分子图谱，其创新性体现在三方面：一是发现TRHR2缺失现象，为受体亚型进化研究提供新线索；二是揭示TRH在硬骨鱼类中通过"一配体多受体"模式激活差异化信号通路的分子机制；三是建立环境应激与TRH系统调控的直接关联。这些发现不仅填补了鱼类神经内分泌调控的理论空白，也为水产养殖中应激管理的分子靶点设计提供了科学依据。特别值得注意的是，与哺乳动物相比，硬骨鱼类TRHR1b亚型对MAPK通路的偏好性激活，可能反映了水生脊椎动物应对环境变化的特殊适应机制。