黑线仓鼠下丘脑和睾丸中Bmal1和Clock的表达与繁殖的关系

摘要

黑线仓鼠（Cricetulus barabensis）是中国北方农田害鼠的优势种之一，对人民的生活和健康造成了严重影响，其雄性个体具有显著的季节性繁殖特点，一年有春秋两季的繁殖高峰，产仔快，短时间内数量激增，可作为研究季节性繁殖的良好动物模型。本研究以雄性黑线仓鼠为研究对象，克隆钟基因（Bmal1、Clock）部分基因序列并采用实时荧光定量PCR技术分析其在下丘脑和睾丸的表达规律，研究结果有助于理解钟基因与季节性繁殖活动的关系，并为进一步探究黑线仓鼠季节性繁殖调控的分子机制奠定基础。
　　测序共得到黑线仓鼠Bmal1 cDNA序列1754bp（KU645887），全部为CDs，编码584个氨基酸；共得到Clock cDNA序列911bp（KU645888），全部为CDS，编码303个氨基酸。Bmal1和Clock都是HLH/PAS转录因子家族成员，均为疏水性蛋白，具有多个与昼夜节律和代谢活动相关的作用位点，聚类分析表明二者在进化上具有保守性。
　　从组织器官表达来看，Bmal1和Clock在黑线仓鼠的多个器官（肾脏、肝脏、脾脏、下丘脑、附睾、睾丸）中均有表达，其中在下丘脑和睾丸中表达量最高，提示其可能与繁殖调控有关。从个体发育表达来看，Bmal1和Clock在雄性黑线仓鼠的表达呈现出相似的规律，即在下丘脑和睾丸中的表达均是成年期表达量最高，说明Bmal1和Clock对雄性黑线仓鼠成体期生理状态的维持发挥重要作用，推测与二者参与调节睾酮分泌，参与雄性繁殖调控有关。从季节性表达来看，两个基因在下丘脑和睾丸的表达并不一致。雄性黑线仓鼠下丘脑中Bmal1在春季和秋季的表达显著高于夏季和冬季，即在高繁殖季的表达显著高于在低/非生殖季的表达；但是，下丘脑中Clock在冬季的表达却显著高于春季、夏季和秋季；睾丸中Bmal1在冬季的表达量显著低于其他三季，在春季、夏季、秋季的表达量没有显著差异（P<0.05）。睾丸中Clock在夏季的表达显著高于春季、秋季和冬季，在春季、秋季和冬季的表达没有显著差异（P<0.05）。下丘脑中Bmal1在四季的表达与GnRH、GPR54、Dio2等的表达趋势相似，而Clock则与RFRP的表达趋势相似；睾丸中Clock在四季的表达趋势与RFRP的表达相似，而与Kiss-1的表达趋势相反。推测年周期信号通过TSHβ/Dio2→RF-酰胺整合到生殖轴上。以上结果提示Bmal1和Clock可能是黑线仓鼠季节性繁殖复杂调控分子网络中的重要环节。