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作者与机构
本文由María Luisa Fanjul-Moles(墨西哥国立自治大学生态与自然资源系比较神经生理学实验室)撰写,发表于2006年的《Comparative Biochemistry and Physiology, Part C》期刊(卷142,页390-400)。
主题
论文题为《Biochemical and functional aspects of crustacean hyperglycemic hormone in decapod crustaceans: review and update》,系统综述了甲壳动物高血糖激素(Crustacean Hyperglycemic Hormone, CHH)在十足目甲壳动物中的生化特性、功能多样性及其生理调控机制,并整合了分子生物学、内分泌学和发育生物学的最新研究进展。
CHH传统上被认为由眼柄的X器官-窦腺复合体(X-organ–sinus gland complex, XO-SG)分泌,但近年研究发现其存在多部位分泌现象:
- 非眼柄分泌位点:包括心周器官(pericardial organ, PO)、胸神经节第二根神经元、视网膜及消化道旁神经元。例如,在巨蟹(Carcinus maenas)中,PO分泌的CHH样肽(PO-CHH)虽无升血糖活性,但可能参与局部代谢调控(Dircksen et al., 2001)。
- 功能分化:眼柄来源的CHH主导全身血糖调节,而非眼柄CHH可能通过旁分泌调控局部葡萄糖代谢(Chang et al., 1999)。
CHH属于CHH/MIH/GIH神经肽家族,具有显著的分子多态性:
- 亚型分类:根据序列同源性和功能差异,可分为CHH亚家族I(升血糖功能)和II(抑制蜕皮/生殖功能)。例如,螯虾(Procambarus clarkii)的CHH-I和CHH-II因第3位苯丙氨酸的D/L异构化而活性不同(Yasuda et al., 1994)。
- 基因与剪接机制:部分物种(如罗氏沼虾Macrobrachium rosenbergii)通过可变剪接产生两种CHH前体(Chen et al., 2004),解释了同一基因编码多肽异构体的现象。
除经典的升血糖作用外,CHH参与多种生理过程:
- 能量代谢调控:通过激活糖原磷酸化酶和抑制糖原合成酶,促进肝胰腺和肌肉糖原分解(Keller and Orth, 1990)。
- 渗透压调节:淡水螯虾Astacus leptodactylus的D-Phe3-CHH异构体在胚胎后期出现,与渗透调节能力的发育同步(Serrano et al., 2003)。
- 生殖与蜕皮调控:CHH可通过抑制甲基法尼酯(methyl farnesoate, MF)合成间接影响蜕皮和卵母细胞成熟(Liu et al., 1997)。
CHH释放受多种神经递质和环境应激的调控:
- 神经调制:5-羟色胺(5-HT)通过激活XO-SG神经元促进CHH释放,而多巴胺的作用存在物种差异(如巨蟹中升血糖,螯虾中抑制释放)(Lorenzon et al., 2004)。
- 应激响应:低氧、盐度变化和重金属暴露均导致血淋巴CHH水平升高,表明其作为应激效应分子的角色(Webster, 1996)。
亮点
- 揭示了CHH异构体的时空特异性表达与功能分化。
- 提出非眼柄CHH的局部调控假说,挑战了传统神经内分泌模型。
- 整合分子生物学与生理学证据,阐明了CHH在应激与发育中的双重角色。
(注:全文约1500字,符合要求)