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Transcriptomic analyses of sexual dimorphism of the zebrafish liver and the effect of sex hormones.

Published date 2013 Jan 17

Transcriptomic analyses of sexual dimorphism of the zebrafish liver and the effect of sex hormones.

Transcriptomicは、ゼブラフィッシュの性的二形の肝臓と性ホルモンの効果を分析する。

Published date

2013-01-17

Author

Weiling Zheng, Hongyan Xu, Siew Hong Lam, Huaien Luo, R Krishna Murthy Karuturi, Zhiyuan Gong

Affiliation

Department of Biological Sciences, National University of Singapore, Singapore, Singapore.

Abstract

The liver is one of the most sex-dimorphic organs in both oviparous and viviparous animals. In order to understand the molecular basis of the difference between male and female livers, high-throughput RNA-SAGE (serial analysis of gene expression) sequencing was performed for zebrafish livers of both sexes and their transcriptomes were compared. Both sexes had abundantly expressed genes involved in translation, coagulation and lipid metabolism, consistent with the general function of the liver. For sex-biased transcripts, from in addition to the high enrichment of vitellogenin transcripts in spawning female livers, which constituted nearly 80% of total mRNA, it is apparent that the female-biased genes were mostly involved in ribosome/translation, estrogen pathway, lipid transport, etc, while the male-biased genes were enriched for oxidation reduction, carbohydrate metabolism, coagulation, protein transport and localization, etc. Sexual dimorphism on xenobiotic metabolism and anti-oxidation was also noted and it is likely that retinol x receptor (RXR) and liver x receptor (LXR) play central roles in regulating the sexual differences of lipid and cholesterol metabolisms. Consistent with high ribosomal/translational activities in the female liver, female-biased genes were significantly regulated by two important transcription factors, Myc and Mycn. In contrast, Male livers showed activation of transcription factors Ppargc1b, Hnf4a, and Stat4, which regulate lipid and glucose metabolisms and various cellular activities. The transcriptomic responses to sex hormones, 17β-estradiol (E2) or 11-keto testosterone (KT11), were also investigated in both male and female livers and we found that female livers were relatively insensitive to sex hormone disturbance, while the male livers were readily affected. E2 feminized male liver by up-regulating female-biased transcripts and down-regulating male-biased transcripts. The information obtained in this study provides comprehensive insights into the sexual dimorphism of zebrafish liver transcriptome and will facilitate further development of the zebrafish as a human liver disease model.

 

肝臓は、卵生および胎生動物で最も性二相性器官の1つである。
男性および女性の肝臓の間の差の分子基礎を理解するために、高処理のRNASAGE(遺伝子発現の連続分析)塩基配列決定法は男女両方のゼブラフィッシュ肝臓のために実行された、そして、それらのトランスクリプトームは比較された。
男女両方は翻訳、凝固と脂質代謝に関係する遺伝子を豊富に表した。
そして、肝臓の一般の機能と整合していた。
女性の肝臓を生むことでのビテロゲニン・コピーの高度な強化に加えてから、全mRNAのほぼ80%を構成した性偏ったコピーのために、女性に偏った遺伝子が大部分はリボソーム/翻訳、エストロゲン経路、脂質輸送、などに関係していたことが明瞭であること男性偏った遺伝子が酸化減少、糖質代謝、凝固、タンパク質輸送と局在、などのために濃縮される間。
異物代謝に関する性的二形と抗酸化も示された、そして、レチノール×受容体(RXR)と肝臓×受容体(LXR)が脂質とコレステロール代謝の性差を調整することにおいて中心的な役割を果たすことはありそうである。
女性の肝臓で高度なリボソーム/翻訳上の活動と整合して、女性に偏った遺伝子は、2つの重要な転写制御因子、MycとMycnによって有意に調整された。
対照的に、男性の肝臓は転写制御因子Ppargc1b、Hnf4aとStat4の活性化を示した。
そして、それは脂質とグルコース代謝とさまざまな細胞活動を調整する。
性ホルモン(17β-エストラジオール(E2)または11-ketoテストステロン(KT11))に対するtranscriptomic反応は男性および女性の肝臓でも調査された、そして、男性の肝臓が直ちに影響を受ける間、我々は女性の肝臓が性ホルモン妨害に比較的無関心であるとわかった。
E2は、女性に偏ったコピーを上方制御して、男性偏ったコピーを下方制御することによって、男性の肝臓を女性化した。
本研究で得られる情報は、ゼブラフィッシュ肝臓トランスクリプトームの性的二形に対する広範囲の洞察を提供して、人間の肝疾患モデルとしてゼブラフィッシュの更なる発生を促進する。


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