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中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis),又称河蟹,是我国重要的水产养殖物种,打斗行为在其池塘养殖中时常发生,从而导致动物肢体残缺并消耗大量能量,这对养殖类甲壳动物的生长和生存有害,最终导致经济价值的损失。本研究首先利用高清摄像头记录1h内河蟹的打斗行为,并初步评估了5-羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)水平及其相关受体的表达和能量代谢水平在打斗前后的变化。结果如下:河蟹的打斗行为分为靠近、接触和战斗三种类型/阶段;雄蟹与雄蟹之间的打斗次数和累计打斗时间显著高于雌蟹与雌蟹以及雌蟹与雄蟹(P<0.05)。打斗行为1h后,血淋巴中5-HT浓度显著升高,而DA浓度显著降低(P<0.05)。同时,5-HT和DA的受体m RNA水平在不同组织中有显著变化,包括5-HT1B、5-HT2B、5-HT7以及DA1A和DA2。此外,打斗行为发生之后甲壳类动物高血糖激素(CHH)m RNA水平在不同组织中也有显著变化(P<0.05),血淋巴中葡萄糖水平则显著降低。上述结果表明:5-HT和DA可能通过相关受体参与河蟹打斗行为调节,打斗行为的发生通常伴随着能量消耗,同时雄蟹-雄蟹配对可以作为研究河蟹打斗行为较适合的配对方式。随后,为进一步研究河蟹打斗行为的调节机制,我们利用高通量测序技术获得了打斗前后河蟹胸神经节的micro RNA和m RNA转录图谱。首先我们将河蟹分为对照组(未打斗)和打斗组(打斗1h后),随后提取胸神经节总RNA构建si RNA和m RNA文库,最后上机测序。结果表明,打斗前后有29个mi RNAs(DEMs)存在显著差异表达,同时有116个unigenes差异表达显著(DEGs)。进一步分析DEMs,其中esi-mi R-199a-5p,esi-let-7d,esi-mi R-200a以及esi-mi R-200b可能通过介导神经调节和能量代谢参与打斗行为的调节。分析m RNA的转录本,显著富集差异基因的肾素-血管紧张素系统KEGG通路表明葡萄糖代谢参与了打斗行为的调节。对mi RNA和m RNA表达谱的综合分析显示,类维生素A X受体(RXR)在视觉信号转导中起重要作用,而视觉信号传导在河蟹打斗行为中存在重要作用。对mi RNA的预测靶基因分析发现,c AMP信号通路,MAPK通路,蛋白质消化吸收以及脂肪代谢信号通路都显著富集了大量靶基因。同时,我们还检测了打斗前后血浆中环磷酸腺苷(c AMP)和蛋白激酶A(PKA)含量,发现两物质在打斗前后发生了显著变化(P<0.05),进一步表明c AMP信号通路在打斗行为中扮演重要角色。mi RNA和m RNA转录组的综合分析的结果,为进一步全面深入研究中华绒螯蟹打斗行为的分子机制提供理论依据。结合打斗前后5-HT、DA含量以及5-HT和DA受体表达量、血浆中c AMP及PKA含量均发生显著变化,联合高通量测序结果(打斗前后c AMP信号通路显著富集),进一步通过体内注射药物和体外组织培养等方法,探究5-HT和DA如何通过相应受体激活c AMP信号通路参与调节河蟹打斗行为。结果表明,注射10-6mol/只蟹5-HT或DA均能显著抑制河蟹的打斗行为(P<0.05),同时10-10mol DA、10-8mol 5-HT/DA注射也能显著抑制河蟹的打斗行为(P<0.05),而注射10-10mol 5-HT可促进中华绒螯蟹的打斗行为。5-HT注射能显著促进脑神经节中5-HT7受体m RNA的表达水平,且降低脑神经节中DA2受体的表达水平(P<0.05)。注射DA后则显著降低胸神经节中5-HT2B m RNA水平,并促进5-HT7和DA2受体表达(P<0.05)。此外,注射5-HT或DA均可提高血淋巴c AMP和PKA含量(P<0.05)。采用离体培养的方法,确定ketanserin(5-HT2受体抑制剂)能有效抑制5-HT2B受体表达以及[R(-)-TNPA](DA2激动剂)能有效促进DA2受体的表达(P<0.05)。体内注射实验进一步证明,ketanserin和[R(-)-TNPA]均能显著抑制河蟹的打斗行为(P<0.05),但ketanserin注射后未能引起5-HT2B受体表达量的显著变化,而[R(-)-TNPA]注射则显著促进DA2受体的表达。同时,注射ketanserin和[R(-)-TNPA]注射后也提高了血浆中c AMP和PKA含量(P<0.05)。注射CPT-c AMP(c AMP类似物)也能提高PKA含量,且抑制河蟹打斗行为。综上,本研究证明5-HT/DA可以通过5HT-2B/DA2受体激活c AMP-PKA信号通路参与调节中华绒螯蟹的打斗行为。在上述实验中我们发现注射5-HT2受体抑制剂可抑制河蟹打斗行为,但未能引起5-HT2B受体表达量的显著变化。在甲壳动物中,5-HT2受体存在5-HT2A和5-HT2B两种受体亚型。为探究不同亚型在河蟹打斗行为中具体的功能,我们进一步研究了5-HT2B在打斗行为中的作用。首先,克隆并获得了5-HT2B基因全长序列,5-HT2B基因全长共有3127bp,其中5’-UTR(非编码区)为236bp,3’-UTR(非编码区)为779bp,ORF(开放阅读框)含有2112bp(包含终止密码子),编码703个氨基酸。经过序列比对发现,中华绒螯蟹5-HT2B氨基酸序列与北黄道蟹(Cancer borealis)、美洲龙鳌虾(Homarus americanus)以及罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)等甲壳动物5-HT2B序列具有高度的保守性。进化树分析表明中华绒螯蟹5-HT2B与北黄道蟹聚为一支,表示两者关系较近。结合高通测序中获得的mi RNA数据库,通过体外共培养发现mi R-143能够显著抑制5-HT2B的表达,进一步通过双荧光素酶报告基因发现mi R-143与含5-HT2B-WT载体共转染能够显著抑制荧光酶活性(P<0.05)。体内注射mi R-143 48h后发现其能显著抑制5-HT2B m RNA水平(P<0.05),免疫印迹也证实了注射mi R-14348h后可显著抑制5-HT2B蛋白的表达(P<0.05),表明mi R-143与5-HT2B间存在靶向互作,为进一步探究5-HT2B基因功能提供新的工具。然而mi R-143注射未能抑制河蟹打斗行为,表明抑制5-HT2B不能抑制河蟹打斗行为。