广西农业科学2010,41(8):831-834 Guangxi Agrlcultural Sciences ・ 831 ・ 促性腺激素释放激素在不同品种母牛 垂体中的免疫组化定位 凌泽继 ,李瑞明 ,秦津 ,谢莹雪 ,宋小白 ,杨柄壮 ,许典新 530001) (1广西大学动物科学技术学院,南宁530005;2广西水牛研究所,南宁530001;3广西畜禽品种改良站,南宁摘要:为了掌握促性腺激素释放激素(GnRH)及其受体在不同品种母牛垂体中的变化规律,采用免疫组化sP染色 法分别对广西沼泽型水牛、摩拉杂交水牛、荷斯坦奶牛、广西本地黄牛垂体中GnRH的分布表达进行对比研究。结果表 明,不同品种母牛垂体中均发现有呈棕黄色或黄褐色的GnRH阳性物质存在,经Image—Pro Plus 6.0软件统计发现,摩 拉杂交母水牛的GnRH免疫阳性细胞较其他3个品种的大(P<0.05),而平均光密度值介于荷斯坦母奶牛和广西本地母 黄牛之间(P>0.05)。在神经垂体中仅发现GnRH免疫阳性纤维,而未发现GnRH免疫阳性细胞;在腺垂体远侧部的细 胞均呈GnRH免疫反应阳性,阳性物质主要分布在腺垂体远侧部嫌色细胞和嗜色细胞胞质内。说明GnRH对腺垂体激 素分泌的调节可能是直接通过神经调节,而神经垂体可能只是GnRH调节过程的通路。 关键词:促性腺激素释放激素;母牛;垂体;免疫组化 中图分类号:¥852.16+5 文献标识码:A 文章编号:1002—8161(2010)08—0831-04 Immuno-histochemical localization of g0nad0tr0pin—releasing hormone in pituitary gland of diferent COW varieties LING Ze_ji ,LI Rui-ming ,QIN Jin ,XIE Ying-xue ,SONG Xiao—bai , YANG Bing-zhuang 。XU Dian-xin (1 College of Animal Science and Technology,Guangxi University,Nanning 530005,China;2 Guangxi Buffalo Research Institute,Nanning 530001,China;3 Guangxi Livestock and Poultry Variety Improved Station,Nanning 530001,China) Abstract:The present experiment was conducted to investigate the changes in gonadotropin-releasing hormone (GnRH)in pituitary gland of different COW varieties.The distirbution of GnRH in pituitary gland was compared in Guangxi native swamp female buffalo,Murrah hybrid buffalo,Holstein COW and Guangxi native female yellow cattle using immuno- histochemical staining.The results showed that claybank or fulvous GnRH-positive productions were f0und in bovine pituitary gland of diferent COW varieties.Statistical analysis showed that the GnRH—positive cells in Murrah hybrid buffalo varieties were signiifcantly larger there than those in other three COW varieties(P<0.05),while the average optical density values were f0und similar between Holstein COW and Guangxi native female yellow cattle fP>0.o5).There were only existing immune GnRH—positive fibers in neurohypophysis,but without GnRH—positive cells.The cells in pars distlis hypophyseos ashowed GnRH-positive reaction.and positive productions were mainly f0und in cytoplasm of chromophobe and chro— mophilic cel1.These resuhs indicated that the secretion of pituitary hormone directly depends on neuroregulation of GnRH and neurohypophysis may help in the process of GnRH regulation. Key words:GnRH;COW;pituitary;immuno—histochemistry 促性腺激素释放激素(Gonadotropin—releasing hormone。GnRH)是动物生殖过程中最重要的激素之 一为腺垂体和神经垂体两部分,腺垂体可分泌多种激 素以调节动物生长、发育和繁殖等一系列生理活 动,还能调节新陈代谢;切除垂体后机体性腺萎缩, 从而丧失生殖能力,附属生殖器及乳腺也随之萎 缩。GnRH下丘脑神经内分泌细胞分泌.经垂体门 ,是一种由下丘脑神经内分泌细胞合成的肽激 素,以脉冲形式分泌,通过下丘脑一垂体一腺轴在 哺乳类动物的繁殖过程中起着重要作用…。垂体分 收稿日期:2010—06—21 基金项目:广西自然科学基金项目(桂科 ̄0991042,桂科自0832043,桂科 ̄0640015);广西教育厅基金项目(桂教科研200709LX075) 作者简介:凌泽继(1952-),男,广西桂平人,高级畜牧师,主要从事动物繁殖技术研究及推广工作。 为通信作者,E-mail:sxbai2005@163 ・832・ 产西瓠皿祷聿 脉系统进人垂体后,与垂体中促性腺细胞膜上的受 体作用,但有关GnRH在生殖中的具体作用机制尚 未清楚。为此,本研究采用免疫组化SP染色法对4种 后PBS漂洗5 minx3次;每张切片滴一滴一抗.37℃ 温箱下孵育1 h,PBS漂洗5 minx3次:然后每张切片 滴一滴二抗。37℃温箱下孵育30 airn.PBS漂洗5 minx 不同品种母牛垂体中GnRH及其受体进行研究,旨 3次;除去PBS后每张滴一滴显色 ̄IJDAB—H20 ,在显 微镜下观察30~60 S;自来水充分冲洗,复染,脱水, 透明,封片。以0.01 moL/L PBS或以正常兔血清代替 一在掌握GnRH及其受体在不同品种母牛垂体中的变 化规律,为研究GnRH在垂体中的作用机理及地方 品种牛改良提供理论依据 抗进行孵育作为空白对照,以验证试验结果的可 1材料与方法 1.1试验动物 供试健康成年雌性广西沼泽型水牛、摩拉杂交 水牛、荷斯坦奶牛、广西本地黄牛各3头,分别购自 广西南宁市肉联厂和广西农垦国有金光农场.体重 350-450 kg。 1.2主要试剂与仪器 一抗为兔抗GnRH多克隆抗体(工作浓度1:200), 二抗为即用型广谱Super PictureM—HRP ̄.抗,其他 试剂均为国产分析纯:仪器设备主要有包埋机 (4590型)、病理组织切片机、Olympus Vanox显微镜 照相系统、linage—Pro Plus 6.0图像分析软件、孵育 盒、不锈钢高压锅等。 1.3取材与固定 将试验动物保定后,切断颈动脉放血致死.迅 速取下头部.打开颅腔,从蝶骨体的垂体窝中取出 垂体,纵向平均分为两部分,将其放人固定液(4% 多聚甲醛+0.1 mol/L磷酸缓冲液)中固定12—24 h。 1.4免疫组化SP染色法染色 石蜡切片经常规脱蜡至水洗[2].0.O1 mol/L PBS 漂洗5 minx3次;高压加热抗原修复后PBS漂洗5 minx3次:置于3 mL/g甲醇一双氧水,室温孵育15 arin 图1 荷斯坦母牛腺垂体远侧部GnRH阳性产@/(x400倍1 Fig.1 GnRIt immuno-positive production in adenohypophysis pars distalis of Holstein COW(x400 times) 靠性和特异性。 1.5图像采集及统计分析 将制得的切片置于LEICQWIN病理图像仪下拍 照,图像放大400倍。不同品种母牛垂体的不同部位 分别选取3张切片.根据Kraan等 的方法,测量其 GnRH阳性细胞大小(Size)、平均光密度值(Mean density)、GnRH阳性纤维密度(Nerver fiber density), 试验数据以SPSS 16.0进行统计分析 2结果与分析 2.1免疫组化染色结果 2.1.1 腺垂体 免疫组织化学染色结果显示,不 同品种母牛腺垂体均呈GnRH免疫反应阳性,主要 是在腺垂体边缘区内存在大量的GnRH免疫反应阳 性细胞 GnRH阳性反应物质位于细胞胞质内.呈深 浅不等的黄褐色或棕黄色;细胞核不着色(图l ̄4), 阳性细胞呈椭圆形、三角形或不规则形等,阴性对 照组不着色呈阴性(图5),说明此试验结果特异性 强,结果可靠。 2.1.2神经垂体 经免疫组织化学染色显示,不 同品种母牛神经垂体上均发现有染色强度不等的 GnRH免疫反应阳性纤维,但未见有GnRH免疫阳性 细胞(图6)。 图2广西本地母黄牛腺垂体GnRH阳性产物(x400倍1 Fig.2 GnRH immuno-positive production in adenohypophysis of Guangxi native female yellow cattle(x400 times) 凌泽继等:促性腺激素释放激素在不同品种母牛垂体中的免疫组化定位 ・833・ 图3广西沼泽型母水牛腺垂体GnRH阳性产物(x400倍) Fig.3 GnRH immuno—positive production in adenohypophysis 图4摩拉杂交母水牛腺垂体GnRH阳性产 ̄(x400倍) Fig.4 GnRH immuno—positive production in adenohypophysis of Guangxi native swamp female buffalo(x400 times) ofhybrid female Murrah buffalo(x400 times) 图5 GnRH在脑垂体免疫组化的阴性对照(x400倍) Fig.5 The negative control ofGnRH in adenohypophysis 图6荷斯坦母牛神经垂体GnRH阳性纤维(x400倍) Fig.6 GnRH positive fiber in neurohypophysis of Holstein immunohistochemistry(x400 times) COW(x400 times) 2.2 GnRH在不同品种母牛垂体中的分布情况 从表1可知,不同品种母牛腺垂体中GnRH阳性 细胞大小不一,其中摩拉杂交母水牛的显著高于其 他3个品种(P<0.05)。在平均光密度方面,摩拉杂交 母水牛的平均光密度值介于荷斯坦母奶牛与广西 本地母黄牛之间,差异不显著(P>0.05),但荷斯坦 母奶牛和广西本地母黄牛之间差异显著(P<0.05)。 在神经垂体中未发现GnRH免疫阳性细胞,但 表1 GnRH在不同品种母牛垂体中的分布情况 发现GnRH免疫阳性纤维,在荷斯坦奶牛神经垂体 中GnRH免疫阳性纤维较其他3个品种多。腺垂体远 侧部细胞均呈GnRH免疫反应阳性.阳性物质主要 分布在腺垂体远侧部嫌色细胞和嗜色细胞胞质内, 为棕褐色或棕黄色。说明GnRH对腺垂体激素分 泌的调节可能是直接通过神经调节,而神经垂体 可能只是GnRH调节过程的通路。 Table 1 Distribution of GnRH immuno—positive production in hypophysis of different COWS 注:不同小写字母表示差异显著(19<0.05);“+”表示阳性纤维少,“++”表示阳性纤维较少,“+++”表示阳性纤维较多,“++十+”表示阳性纤维多。 Note:Different small alphabets in same column represent signiicantf difference at 5%leve1.“+”represents the least positive ifber.“++”represents Jess positive iber.“+++”representfs more positive fiber and“++++”for the most positive fiber. ・834・ 广西农业科学 3结论与讨论 本研究结果表明,在不同品种母牛腺垂体中分 布有不等的GnRH免疫阳性物质.通过Image—Pro Plus 6.0软件数据统计发现.摩拉杂交母水牛的 GnRH免疫阳性细胞较其他3个品种大(P<0.05),而 平均光密度值介于荷斯坦母奶牛和广西本地母黄 牛之间(P>0.05)。GnRH免疫阳性细胞大小、平均光 密度值不同,提示GnRH与不同品种、不同生理期的 机体内分泌环境有关。在神经垂体中仅发现GnRH 免疫阳性纤维,而未发现GnRH免疫阳性细胞;在腺 垂体远侧部细胞均呈GnRH免疫反应阳性,阳性物 质主要分布在腺垂体远侧部嫌色细胞和嗜色细胞 胞质,则说明GnRH对腺垂体激素分泌的调节可能 是直接通过神经调节,而神经垂体可能只是GnRH 调节过程的通路。 Moore等[ ]首次提出下丘脑一垂体一性腺轴的 功能,认为从青春期开始至绝经前机体卵巢发生的 变化(包括排卵期和动情期)在形态、功能上呈现的 周期性,可以解释为卵巢和脑垂体腺相互作用和反 作用的结果[5]。GnRH ̄够促进促性腺激素FSH、LH 的释放『6],与性腺发育、性行为的产生有密切关系。 宋天保等[ ]研究了GnRH前体分子中的GnRH相关 肽在大鼠垂体的分布情况,并在垂体前叶定位了 GnRH。且发现GnRH相关肽存在于培养的大鼠垂体 前叶垂体促性腺激素细胞中E8 3。本研究在4个品种 母牛腺垂体中发现有GnRH免疫阳性产物存在,可 能来源于下丘脑。现已证实,GnRH是由下丘脑的小 细胞神经内分泌神经元合成。而下丘脑对腺垂体的 调节主要是由下丘脑内各种调节腺垂体活动的因 子神经元,在正中隆起处释放各种因子,经垂体门 静脉运至腺垂体而起调节作用[9]。GnRH是由下丘 脑小细胞神经内分泌神经元分泌后经垂体门脉系 统到达垂体前叶,作用于垂体前叶靶细胞膜上的 GnRH受体,从而发生一系列生理反应。本研究利用 免疫组织化学方法在腺垂体中未发现GnRH免疫阳 性纤维,仅发现有一些带突起的GnRH免疫阳性细 胞.说明GnRH可能通过旁分泌的作用与邻近细胞 来影响腺垂体其他激素的分泌。 神经垂体虽然不含腺体细胞、不能合成激素, 但在下丘脑视上核、室旁核神经元的核蛋白体上产 生激素原,通过裂解形成神经垂体激素。而且神经 垂体能够合成神经垂体激素运载蛋白,激素原与此 蛋白结合后形成复合物而贮存于神经垂体中,在适 宜的刺激作用下,视上核或室旁核发生兴奋,神经 冲动将沿着下丘脑一垂体束传导至神经垂体中的 神经末梢,使其发生去极化,导致Ca 内流进入神经 末梢内,促进分泌囊泡经出泡作用而将神经垂体激 素与其运载蛋白一并释放进入血液循环[10,t1]。本研 究利用免疫组化SP法染色.并未发现有GnRH免疫 反应阳性细胞.但发现有染色强度不等的GnRH免 疫反应阳性纤维,进一步证实了神经垂体是下丘 脑一垂体系统分泌活动的通路。 参考文献: [1] Neill J D.Knobil and Neill S physiology of reproduction lMj.New York:Raven Press,1988:1349—1377. 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