Ciona intestinalis 中推定的食欲素受体的表征揭示了脊索动物中食欲素/下丘脑分泌素系统的进化
论论资讯 ｜ 2024-04-03 ｜
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Scientific Reports
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Characterization of a putative orexin receptor in Ciona intestinalis sheds light on the evolution of the orexin/hypocretin system in chordates
Rinne Maiju K; Urvas Lauri; Mandrika Ilona; Fridmanis Dāvids; Riddy Darren M; Langmead Christopher J; Kukkonen Jyrki P; Xhaard Henri
Published：2024-04-02
DOI：10.1038/s41598-024-56508-1
研究背景
人们一直在探索动物进化过程中的神经系统演化。其中，脑内的orexin/hypocretin系统是一项备受关注的研究领域。这个系统是哺乳动物中调节睡眠、饥饿和情绪的重要神经途径。然而，这个系统在无脊椎动物中的进化历程仍不清楚。因此，研究人员开始关注脊索动物中的orexin/hypocretin系统，以便更好地理解这个系统的进化历程。
研究内容
一项新的研究发现，Ciona intestinalis（一种充当脊索动物和无脊椎动物之间桥梁的进化模式生物）中存在一个类似于脊椎动物orexin受体的基因序列（CiOX）。研究人员通过分子系统发育学发现，CiOX与原口动物的allatotropin受体（ATR）和人类orexin受体（hOX1/2）有所不同。但是，分子建模显示，CiOX的序列百分比和模拟的结合腔更接近于hOX1/2，而不是ATR。研究人员在重组的HEK293细胞系统中异源性表达了CiOX。结果表明，人类orexin能够激活CiOX的Gq信号（Ca2+升高），并且这种反应可以被非选择性的orexin受体拮抗剂TCS 1102和almorexant所抑制，但只能被OX1选择性拮抗剂SB-334867所微弱抑制。此外，TAMRA标记的人类orexin-A能够结合到CiOX。数据库挖掘预测了一个潜在的内源性C. intestinalis orexin肽（Ci-orexin-A）。Ci-orexin-A能够取代TAMRA-orexin-A，但不能诱导CiOX的任何钙反应。因此，研究人员认为，orexin信号系统在Ciona intestinalis中是保守的，尽管相关的肽-受体相互作用尚未完全阐明。
研究意义
这项研究为我们更好地理解orexin/hypocretin系统的进化历程提供了一个新的视角。这个发现表明，orexin信号系统可能在脊索动物和无脊椎动物之间具有更广泛的保守性。此外，这项研究还为未来的神经系统进化研究提供了重要的参考依据。
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