鱼尾部神经分泌系统受光调控的分子机制的研究

光照是鱼类生存的一个重要环境因子，直接或间接地影响动物的摄食、生长、繁殖等生理活动。关于光信息在神经系统内部通过怎样的途径和方式对鱼类生理活动起调节作用，目前还不完全清楚。尾部神经分泌系统的生理功能与鱼体内的渗透压调节、繁殖和营养行为调控有关。本课题组在研究牙鲆鱼尾部神经内分泌系统与环境盐度和季节变化关系的基础上，应用已建立的整合生物学研究体系，将进一步研究光照对尾部神经分泌系统的调控机制。通过利用活体电生理方法对尾部神经分泌系统光信息的来源及其传导的方式、光强度和光周期的变化影响进行研究；利用定量表达方法，研究光强度和光周期的变化对尾部神经分泌系统的神经肽、神经传导物受体和离子通道基因表达的影响，结合免疫组化方法对这些神经传导物受体蛋白的差异表达及其与神经肽蛋白的同源分布进行检测，探讨光照对尾部神经分泌系统的调控途径及荷尔蒙分泌机理。该研究将为光照在水产养殖和苗种培育中的应用奠定理论基。

光照是鱼类生存的一个重要环境因子，直接或间接地影响动物的摄食、生长、繁殖等生理活动。关于光信息在神经系统内部通过怎样的途径和方式对鱼类生理活动起调节作用，目前还不完全清楚。尾部神经分泌系统的生理功能可能与鱼体内的渗透压调节、繁殖和营养行为调控有关。本课题组在研究牙鲆鱼尾部神经内分泌系统与环境盐度和季节变化关系的基础上，应用已建立的整合生物学研究体系，以牙鲆为实验对象，进一步研究了光照对尾部神经分泌系统（CNSS）的影响。结果表明，牙鲆尾部神经分泌系统的主要分泌物促肾上腺皮质激素释放因子（CRH）mRNA和尾紧张素I（UI）mRNA水平，尾垂体 UI和血浆尾紧张素II（UII）含量，葡萄糖，钾和钠有明显的昼夜节律性；但CNSS UII mRNA表达水平，尾垂体UII含量，皮质醇，乳酸，渗透压和氯化物无明显的昼夜节律性，且存在一定的种属差异。光周期的变化显著影响CNSS分泌物的合成与分泌。其中长光周期条件下，CRH、UI和UII mRNA表达水平升高，而脑区各基因mRNA表达变化趋势与CNSS相反；并首次发现长光周期使CNSS中Dahlgren细胞数量和CRH、UI和UII抗血清免疫反应阳性细胞数量发生显著变化，且不同大小的Dahlgren细胞的变化趋势不同；血浆中ACTH、CRH和UII含量也发生明显改变。在不同光照强度下，眼睛、视神经、脑部及CNSS中CRH、UI和UII基因mRNA在各组织中基因表达变化趋势不完全相同，其中感光组织中长时间黑暗条件下CRH、UI和UII mRNA水平升高，10 lx条件下脑区和CNSS中各基因mRNA变化趋势相反。此外，不同光照强度下，皮质醇和ACTH含量也发生明显改变，在10lx组两者含量较低。利用电生理活体胞外记录技术研究表明，较多的细胞在夜间放电，短期光刺激和不同光照强度条件下Dahlgren 细胞自发放电变化不明显；此外，Dahlgren细胞的自发放电受Glutamate和电脉冲刺激的影响，可能是受到来自脊髓前端神经中枢的调控。我们的研究结果说明鱼类尾部神经分泌系统可能间接接受外界的光信息，进而通过尾部神经分泌系统的相关神经肽调控机体的渗透压调节、繁殖和营养行为等重要生命活动过程。本研究的结果为光照在水产养殖和苗种培育中的应用奠定了理论基础。

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