神经肽是一类在脑或外周内分泌器官产生的短肽，它们通过激活细胞表面的G蛋白偶联受体启动信号传递，在动物的生长、发育、生殖和代谢等各方面发挥重要功能。随着越来越多硬骨鱼类基因组测序的完成，目前多数神经肽基因已在硬骨鱼类中报道。但是，由于硬骨鱼类与人类在进化中的亲缘关系相差较远，部分人类存在的神经肽基因还没有在硬骨鱼类中报道。绝大多数硬骨鱼类在进化过程中经历了另外一次基因组复制，这次基因组复制对硬骨鱼类神经肽基因形成的影响还不清楚。本文利用同源性序列检索和基因同线性分析等方法，结合分子生物学实验手段，首次在硬骨鱼类中发现了二十多种神经肽编码基因，系统地比较研究了硬骨鱼类与人类神经肽编码基因组成的异同，探讨了一些神经肽基因家族的起源和进化；进一步以斑马鱼和金鱼为模式动物，研究了硬骨鱼类新型神经肽26RFa和NPLP在硬骨鱼类摄食调节和生殖调节中的作用。主要研究结果如下：　　 1.利用同源性序列比对工具检索硬骨鱼类基因组和EST数据库，本文首次在硬骨鱼类中发现包括Ucn2、SS5、SS6、URP2、26RFa、PrRP2、TAC3a、TAC3b、TAC4a、TAC4b、CART2a、CART2b、CART4、CART5、CART6、CART-L、NMS、motilin、NMBa、NMBb、NPBa、NPBb和NPLP二十三种神经肽编码基因，并对这些基因编码的蛋白前体进行了序列分析和成熟肽预测。进化树分析和共线性分析表明：在SS基因家族，硬骨鱼类中存在5-6种SS编码基因，这些SS基因的产生与硬骨鱼类进化过程中的基因串联复制及基因组复制有关，在此基础上，我们更新了关于脊椎动物SS基因家族进化的假说；对PrRP基因家族的研究表明，以前在硬骨鱼类中报道的PrRP基因并非与哺乳类PrRP基因直系同源，本文首次在硬骨鱼类中发现的PrRP基因是哺乳类PrRP的直系同源基因；对CART基因家族的研究表明，硬骨鱼类中存在多种CART基因，但是缺乏哺乳类CART的直系同源基因；对TAC基因家族的研究表明，硬骨鱼类多种TAC基因的产生与基因组复制有关;硬骨鱼类与人类TAC3蛋白前体结构在进化过程中的产生了较大差异；对硬骨鱼类motilin-like基因的研究表明，斑马鱼motilin-like与人类的motilin基因有相似的基因结构和表达模式，斑马鱼motilin-like成熟肽能够激活斑马鱼motilin受体的下游信号通路，证明硬骨鱼类也存在motilin基因。　　 2.利用比较基因组学手段，本文首次系统地比较了五种基因组已测序硬骨鱼类神经肽编码基因与人类神经肽编码基因的异同。结果表明，人类67种神经肽编码基因中，大约91％人类神经肽编码基因在硬骨鱼类存在它们的直系同源基因；人类中存在的六种神经肽编码基因(Secretin，PP，GLP，CART1，NPW和NPS)没有在硬骨鱼类中发现。54％左右的人类神经肽编码基因在硬骨鱼类中存在一个直系同源基因，而37％左右的人类神经肽编码基因在硬骨鱼类中存在两个直系同源基因。也就是说，37％的人类神经肽编码基因对应的直系同源基因在硬骨鱼类基因组复制(3R)后保留了两个子基因。本研究还发现硬骨鱼类22种神经肽编码基因在人类中缺乏对应物。造成硬骨鱼类与人类神经肽编码基因组成差异的主要原因是：在进化过程中，硬骨鱼类和人类保留或丢失了不同的神经肽编码基因，或通过物种特异的基因复制产生新神经肽基因。　　 3.本文结合生物信息学分析和RACE(cDNA末端快速扩增)PCR方法，首次在硬骨鱼类金鱼中克隆得到26RFa cDNA序列全长。氨基酸序列多重比对结果表明，各个物种蛋白前体产生的成熟肽C-端的都存在保守的GGFXFRF-amide(X=G，S，Aor N)结构。Real-time PCR结果显示，金鱼26RFa主要在下丘脑、视项盖-丘脑及精巢中表达。金鱼饥饿四天后下丘脑中26RFa基因表达量显著上升，腹腔注射化学合成的金鱼26RFa能够增加注射后一小时摄食量，表明26RFa参与了金鱼的摄食调节。腹腔注射1μg/g体重26RFa能够在1小时后显著升高血液中LH的水平，但是在体注射较低剂量的26RFa或26RFa离体孵育原代培养金鱼垂体细胞对LH的释放没有影响。这些结果表明，与哺乳类的26RFa/QRFP类似，26RFa在金鱼可能也参与了摄食调节和生殖轴调控。　　 4.本研究首次发现一个编码神经肽样蛋白前体(neuropeptide-like precursor)基因，并命名它为NPLP。采用RT-PCR和RACE PCR技术，本研究克隆了斑马鱼NPLP的ORF框及金鱼NPLP的cDNA全长。氨基酸序列多重比对结果表明，NPLP蛋白前体在不同脊椎动物中经剪切会产生14-aa的成熟肽。该成熟肽在进化中高度保守，它的C-末端存在酰胺化修饰(NPLP-14A)。在斑马鱼中，Real-time PCR结果表明NPLP主要在脑和卵巢中表达，脑中NPLP的表达在滤泡细胞发育成熟的过程中呈现先升高后下降的表达趋势。在金鱼，Real-time PCR结果显示NPLP主要在脑中表达。免疫组织化学结果显示NPLP-14A免疫阳性细胞为神经样细胞，主要位于视前区、丘脑和延髓中。用不同浓度金鱼NPLP-14A离体孵育金鱼垂体原代培养细胞，结果显示，NPLP-14A能够以剂量依存的方式在较低剂量时显著抑制垂体细胞LH的释放。C-末端无修饰的NPLP-14也能显著抑制垂体细胞LH的释放，但是其生理活性不如NPLP-14A。在体实验结果也表明NPLP-14A能够在较低剂量时显著抑制LH的释放。卵巢切除后下丘脑中NPLP的表达显著升高，而雌激素E2补充后下丘脑中NPLP的表达显著下降。这些结果表明新神经肽NPLP在金鱼生殖轴中的负调节中发挥重要作用。