《Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology》：Characterization of
ntrk receptors and
bdnf ligand in
Cynoglossus semilaevis provides molecular insights into sexual size dimorphism regulation in flatfish
编辑推荐：
•在中国半滑舌鳎中鉴定了六个 ntrk 基因和六个独特的 bdnf 转录变体。•性染色体同源物 ntrk2a 显示出独特的组织和脑区表达模式。•RNA 干扰揭示了 ntrk2/bdnf 与食欲基因 pomc 和 lepr 的功能关联。引言性二态性（SSD），定义为身体或体段大
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在中国半滑舌鳎中鉴定了六个 ntrk 基因和六个独特的 bdnf 转录变体。
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性染色体同源物 ntrk2a 显示出独特的组织和脑区表达模式。
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RNA 干扰揭示了 ntrk2/bdnf 与食欲基因 pomc 和 lepr 的功能关联。
引言
性二态性（SSD），定义为身体或体段大小的性别差异，是自然界中常见的生物现象（Cueva del Castillo 等，2024；Jones 和 Sheard，2023；Roitberg 等，2024；Shi 等，2023；Sun 等，2024）。SSD 背后的分子和进化机制已成为一个主要研究热点。虽然鱼类表现出多样的性别决定系统和高度可变的性二态性（Kitano 等，2024）；(Horne 等，2020)，但与脑性差异相关的 SSD 调节机制仍知之甚少。利用转录组学和（全基因组关联分析）GWAS 分析，先前的研究在中国半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis）的性别二态性脑中鉴定了众多差异表达基因和分子标记，这是一种具有典型雌性偏大型二态性的比目鱼（Wang 等，2022；Wang 等，2018；Zhu 等，2022）。在这些候选基因中，神经营养蛋白受体酪氨酸激酶 2 基因（ntrk2）引起了我们的注意，因为其在人类中的突变会导致肥胖和发育迟缓（Yeo 等，2004）。
在哺乳动物中，ntrk2 与 ntrk1 和 ntrk3 一起属于神经营养蛋白受体酪氨酸激酶（ntrk）家族，该家族编码三种神经营养因子的跨膜高亲和力酪氨酸激酶受体（TrkB、TrkA 和 TrkC）。Trks 通过 RAS/MAPKs、PI3K/AKT 和 PLCγ 通路调节细胞增殖、分化和凋亡。
具体而言，ntrk1 最早于 1986 年作为结直肠癌中体细胞重排（TPM3-NTRK1）的组成部分被发现（Martin-Zanca 等，1986）。随后的研究在各种人类肿瘤中鉴定了超过 80 个源自 ntrk1、ntrk2 和 ntrk3 的融合基因，使得 NTRKs 成为癌症治疗的潜在治疗靶点（Amatu 等，2019；Katayama 等，2019；Vaishnavi 等，2015）。例如，ETV6-NTRK3 融合已在乳头状甲状腺癌、乳腺肿瘤和先天性纤维肉瘤中检测到（Knezevich 等，1998；Leeman-Neill 等，2013；Punnett 等，2000）。除了通过基因融合发挥的众所周知的致癌作用外，ntrk1 还通过与主要配体神经生长因子（NGF）结合，在神经元存活和分化中发挥重要作用（Hempstead 等，1991；Koch 等，2000）。
ntrk3 基因对于正常的神经系统发育（包括神经元生长和突触可塑性）也是必不可少的，它通过与配体神经营养因子 -3（NTF3）结合发挥作用（Bouzas-Rodriguez 等，2010；Lefcort 等，1996；Ménard 等，2018）。此外，ntrk3 参与心脏发育（Li 等，2015；Werner 等，2014；Zhang 等，2016）。
最近的研究已确立 ntrk2 是神经系统发育以及多种生理过程（包括学习和记忆、疼痛感知、能量稳态、食欲调节、压力反应和生殖功能）的关键调节因子。具体而言，ntrk2 与雌激素受体 α（Erα）相互作用以促进神经保护（Gegenhuber 等，2022）。此外，ntrk2 通过与配体脑源性神经营养因子（bdnf）结合，介导食物摄入、食欲抑制和能量稳态，bdnf 是大脑中主要的神经营养因子（Barde 等，1982；Huang 和 Reichardt，2001）。作为一个表征明确的厌食因子，bdnf 对食物摄入和体重调节至关重要。bdnf/ntrk2 信号通路对于跨物种（包括人类、小鼠和斑马鱼）的能量稳态和摄食行为调节至关重要（Hallb??k，1999；Heinrich 和 Lum，2000；Noble 等，2011；Rios，2013；Vanevski 和 Xu，2013）。
为了更好地理解 ntrk 家族在鱼类 SSD 中的作用，首先在 C. semilaevis 全基因组水平鉴定了 ntrk 家族成员及其 bdnf 配体。然后构建系统发育树以阐明其进化关系。此外，分析了保守蛋白结构域、共线性关系和表达模式。最后，检查了 C. semilaevis 脑细胞中 ntrk2 和 bdnf 敲低对下游食欲相关基因的影响。
章节摘要
伦理声明
本研究中的所有动物采集和实验程序均获得中国水产科学研究院动物护理和使用委员会的批准，并严格按照机构关于实验动物护理和使用的指南进行。
序列检索、基因表征、系统发育重建和结构分析
从中国国家中心检索了 C. semilaevis、人类（Homo sapiens）、小鼠（Mus musculus）、斑马鱼（Danio rerio）、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）和尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的 NTRK 家族成员
ntrk 基因的鉴定和染色体分布
在 C. semilaevis 中共鉴定出六个 ntrk 同源基因，即 ntrk1, ntrk2a-w, ntrk2a-z, ntrk2b, ntrk3, ntrk3b,。这些基因的开放阅读框长度从 1518 bp 到 2472 bp 不等，编码 505 到 823 个氨基酸。每个 ntrk 基因位于 C. semilaevis 的不同染色体上（表 1）。
系统发育分析、保守结构域和基因结构组成
构建了一个系统发育树，以探讨不同脊椎动物物种（包括哺乳动物和硬骨鱼）中 ntrk 基因的进化关系，使用了同源蛋白
讨论
Csntrk 和 Csbdnf 的系统发育分析表明，这些比目鱼基因与其硬骨鱼直系同源基因聚在一起。哺乳动物基因组通常仅携带三个 NTRK 旁系同源基因（NTRK1, NTRK2, NTRK3），而包括 C. semilaevis 在内的硬骨鱼保留了重复亚型（ntrk2a, ntrk2b, ntrk3a, ntrk3b）。与先前在其他硬骨鱼中的发现一致，大多数 Csntrk 基因以缀以"a"或"b"后缀的旁系同源基因对形式存在（Li 等，2022）。先前的研究报告了
CRediT 作者贡献声明
Zhe Wang：写作 – 审稿与编辑，写作 – 初稿，可视化，资源，方法，形式分析，构思。Yue Zhang：资源，调查。Min Zhang：形式分析。Yuhong Shi：调查。Zhenyu Cai：形式分析。Wenteng Xu：写作 – 审稿与编辑，形式分析。Xihong Li：写作 – 审稿与编辑，形式分析。Na Wang：写作 – 审稿与编辑，写作 – 初稿，可视化，方法，形式分析，构思。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划（资助编号 2022YFF1000303）、国家自然科学基金（资助编号 32573493）和中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（CAFS，资助编号 2023TD20）的资助。
Zhe Wang|Yue Zhang|Min Zhang|Yuhong Shi|Zhenyu Cai|Wenteng Xu|Xihong Li|Na Wang
