鱼类中CRF应激的翻译

于世亮

生物学二班

M120110264

综述

促肾上腺皮质激素在鱼类中的应激反应

摘要

激素的应激反应在脊椎动物的生理机能中是非常关键的。应激激素皮质醇是激素应激程序的最终产物，它指导着能量流向最合适的位点，这些位点的内稳态可能或者已经处于紊乱。在这个连续的适应过程中其关键作用的是从下丘脑的细胞核前视叶（NPO）分泌的促肾上腺皮质激素释放因子（CRF），由垂体分泌的促肾上腺皮质激素（ACTH）还有由头肾（等同于鱼的肾上腺）的肾间细胞产生的皮质醇。CRF是有关多肽类大家族中的一员，信号通过肾上腺皮质释放因子的特异性亚基受体作用于主要的和次要的多肽。CRF是由一个独特的，系统发育非常保守的绑定蛋白携带的。促肾上腺皮质激素释放因子绑定蛋白(CRFBP)的功能到目前为止仅限于推测，但是它的信使RNA和蛋白质的数量是主要的CRF系统活动的一个重要指示，而且它的mRNA水平受抑制应激而改变的。此外，CRFBP的独特结构和大小为系统发生学的研究提供了一个很好的工具，将促肾上腺激素释放因子这个系统追溯到十亿年前。皮质素原产生后可以转变成为促肾上腺皮质激素和位于下丘脑的细胞核前视叶和ACTH 细胞远侧脑垂体部分的内啡肽，也可以转变成黑色素细胞刺激激素（MSH）和由脑垂体中间的粗黑激素产生的乙酰化了的内啡肽。ACTH是这个快速应激条件下的主要促皮质激素。在鲤鱼体内，在与其他鱼类长期竞争压力反应条件下MSH是温和的，缺乏促肾上皮质的特效（这与在头肾中缺乏黑皮质素-5受体是一致的）；由此，一个未知的肾上腺皮质的信号物质在鲤鱼的中间部分有待被阐明。有关脑垂体细胞对CFR的控制已经有了有意义的观察。CRF刺激ACTH细胞，但是前提是只有当这些细胞经历一个温和的多巴胺能的阻断刺激。由NPO产生的并且通过轴突迅速转运到脑垂体腺的脑啡肽，将CRF对MSH细胞的刺激转变成对N-乙酰化的β—脑啡肽特异的抑制释放到试管当中（MSH的释放是不受影响的）。我们猜测在长期的应激条件下一直观察到的血浆MSH的提高可能产生和取食还有瘦蛋白的处理相关的主要行为。一项对BOLD-fMRI的研究在一个范例中揭露了应激反应的功能解剖，试验中鲤鱼被放置在一个水温骤降的环境中。在鲤鱼（和其他鱼类）中，激素的应激轴已经在很早的生命阶段就被研究过，也就是围绕着孵化和包括下丘脑的、脑垂体的还有肾间信号在内的在适应孵化生理机能在动态改变着的环境。对早期生命阶段应激的理解是非常关键的，因为随之发生的皮质醇的提升可能会对活鱼和鱼的品质产生长久持续的影响

关键词

促肾上腺皮质激素释放因子（CRF），促肾上腺皮质激素释放因子绑定蛋白(CRFBP)，促肾上腺皮质激素释放因子受体1（CRFR1），促肾上腺皮质激素释放因子受体2（CRFR2），阿黑皮素原（POMC），促肾上腺皮质激素（ACTH），黑色素细胞刺激激素（MSH），血氧水平依赖功能磁共振（BOLD-FMRI），核前视叶，脑垂体腺，头肾，一般的鲤鱼，幼体，水产养殖

1.介绍

环境中发生着动态的反应，生存的关键在于脊椎动物能够改变自己的生理以适应不断变

化的环境。这样的话，脊椎动物就可能是依赖于一个看起来是生理学的、内分泌学的、免疫学反应的连续的组分，这实际上就允许他们能够处理物理的、化学的、生物的干扰。鱼类，通过复杂精致的鳃上皮细胞与它们的水环境亲密联系，一些不需要的化学物质和抗原可以轻易的渗透进鳃上皮细胞，鱼类是具有发达的应激反应的第一类脊椎动物，这些应激反应包括在内分泌应激轴（在适应鳃作为皮质醇主要的靶位点反应中扮演关键角色）和免疫系统（消除入侵抗原的关键）。内分泌系统和免疫系统的能够双向交流因此成为一个先决条件。事实上，从分子生物学获得证据表明鱼类作为早期脊椎动物的代表，以上这些系统之间的大量的化学信号已经存在并起作用。在这篇论题综述中，我们研究鲤鱼的内分泌应激反应。我们将集中精力研究成年鱼类中的应激反应链的功能解剖还有CRF和POMC系统在应激反应中的独特性。在成年鲤鱼中，我们能够使内分泌应激反应链的过程生动的显现出来，使用的技术是血氧水平依赖功能的核磁共振成像（BOLD-fMRI）。早期的应激链活性是在对鲤鱼孵化的调查过程中发现的。这篇简短的综述将我们的贡献反映在“促肾上腺皮质激素释放因子的新功能”的学术讨论会上，会议举行在波士顿的第十五届国际比较内分泌学大会上，时间是2005年五月；很显然这并不是一个详尽的综述，而是一个能够引起更深层次理解和讨论的文件。

2.成年鱼当中内分泌表达链的一些功能解剖

这部分的焦点主要关于下丘脑NPO，脑垂体ACTH还有MSH细胞和头肾，这些地方能产生皮质醇。应激反应中的下丘脑核接受大量来自感觉系统的输入信号，这些信号持续的显示和评估鱼所处的内外环境。最终，许多信息都汇集到NPO，在这里整合后指导脑垂体ACTH 和MSH细胞去控制在受到刺激时肾间细胞和中央系统的调整。

3.促肾上腺激素释放因子（CFR）系统

下丘脑核前视叶（NPO）中产生CRF的细胞被认为在适应刺激的过程中扮演了重要的角色。重要的是，其它的多肽，像精氨酸催产加压素（A VT），促甲状腺释放激素（TRH），还有阿黑皮素原衍生的ACTH和脑啡肽，这些都仅仅是这个过程中其他的一些角色。这些多肽可能由相同的CFR发生细胞产生或者是从分离的细胞和细胞间通过突触交流产生的化学信号产生或者是由特定的局部受体在神经受体细胞表达产生。任何对鲤鱼ACTH10-23的抗体，都能识别ACTH分子（不是POMC前身或者MSH序列）的过程，我们证明在CFR细胞附近的NPO细胞中ACTH的存在。ACTH在旁分泌模型中发挥功能调节NPO内CRF细胞的活性，因此我们认为轴突束中没有ACTH传送到脑垂体腺。旁分泌释放ACTH在NPO 中可以用单宁酸处理的组织使用免疫组织化学的方法在超微结构水平上加以证实，但是这类研究并没有人做出结果。我们也不知道传入到这些ACTH生成细胞的物质。一个更加值得深思且有吸引力的假说就是ACTH生成细胞是主要的脑啡肽资源。从POMC到ACTH产生脑啡肽的过程，实际上，我们确实观察到脑啡肽正极轴向脑垂体靠近并最终进入。我们并不能排除在向脑垂体腺运送过程中脑啡肽N末端的乙酰化。脑啡肽的乙酰化会导致阿片祥物质活性的丢失，因为乙酰化的亚型使阿片祥受体失去了意义重大的的关键生物学活性，而阿片祥物质受体是很好地控制脑啡肽水平所需要的因为这些多肽是非常剧烈的生化物质。有一个显著地发现就是当将试管中的紧张素加到鲤鱼垂体的MSH-细胞中时，脑啡肽改变对CRF 的反应：在这种条件下CRF抑制的是乙酰化的脑啡肽而不是MSH。很显然，对多肽的处理和释放有一个不同的管理，存在于1ː1比率的POMC前体中，这是一个垂体对下丘脑应激信号反应的复杂部分。乙酰化的脑啡肽已经被指定在莫桑比克罗非鱼MSH的促肾上腺皮质的行为中有潜在的作用。目前为止在鲤鱼中去证实这个概念的每一个实验都失败了，我们不能证明黑皮质素-5受体的mRNA是头肾中MSH信号的载体。如果有任何成功案例的话，就可以得到有关乙酰化的脑啡肽的特异性受体的信息。可能脑啡肽的乙酰化的目的是阿片祥物质受体拮抗物的产生。这样一来，有关鱼类皮质醇产生细胞中阿片祥物质受体的研究就开