Morfometria do crescimento, estrutura muscular e expressão de fatores miogênicos em um modelo de peixe transgênico (Danio rerio) para o hormônio do crescimento (GH)

Abstract

O hormônio do crescimento (GH) é produzido e secretado pela adeno-hipófise tendo como efeito principal promover o crescimento somático em vertebrados. No presente estudo foi analisada a morfometria do crescimento, estrutura do tecido muscular e expressão de fatores miogênicos em indivíduos machos e fêmeas da linhagem F0104 de zebrafish transgênico para o GH. Os índices morfométricos sugerem que o excesso de GH circulante está promovendo uma antecipação na idade de maturação sexual. Também, foi observado um menor fator de condição nos transgênicos de ambos os sexos (P<0,05) e uma alteração nos padrões morfométricos ao longo do tempo evidente nos machos transgênicos. As análises multivariadas demonstraram dois fenótipos distintos de machos transgênicos. O primeiro assemelha-se às fêmeas transgênicas (tamanho grande e baixo fator de condição), e o segundo aos machos não transgênicos (menor tamanho e baixo fator de condição). Este padrão de crescimento heterogêneo nos machos transgênicos pode ser explicado pela alteração do perfil de secreção do GH associado à variabilidade genética individual na resposta ao excesso de GH circulante. As análises histológicas demostraram que os transgênicos apresentam uma hipertrofia muscular acentuada quando comparados com os não transgênicos, sendo as fêmeas transgênicas mais hipertróficas do que os machos transgênicos. A expressão dos genes relacionados com o crescimento muscular mostrou que a hipertrofia muscular observada nos transgênicos é independente do fator de crescimento tipo insulina I (IGF-I). Adicionalmente, nos machos transgênicos foi observada uma indução significativa na expressão da miogenina, indicando que esta proteína pode estar mediando, pelo menos em parte, o crescimento hipertrófico neste grupo. A expressão gênica também mostrou uma indução da a-actina somente em machos, independentemente da transgenia. Entretanto, não foi observada alteração no teor de proteínas totais de músculo. Dentro do contexto dos resultados obtidos no presente estudo, ficou evidente que o excesso de GH nos peixes transgênicos da linhagem F0104 provavelmente esteja promovendo uma maturação sexual precoce, uma hipertrofia muscular independente de IGF-I, e um crescimento heterogêneo em machos transgênicos devido à alteração do padrão de secreção do hormônio como efeito da expressão constitutiva do transgene. Este modelo é uma ferramenta interessante para o estudo de peixes com crescimento limitado.

Growth hormone (GH) is produced and released by the adenohypohysis being its main role to promote vertebrate somatic growth. The present study analyzed growth morphometrics, muscular tissue structure and myogenic factors expression in males and females from F0104 transgenic zebrafish lineage for GH. Morphometric indexes suggest that systemic GH excess is promoting an early sexual maturation. It was also observed a minor conditional factor in both sexes of transgenic group (P<0.05), and an evident time-course male altering in morphometric patterns. The first is similar to transgenic females (big size and low condiction factor) and the second to non-transgenic males (smaller size and low condiction factor). This heterogeneous male growth pattern may be explained by the altering of the GH secretion profile associated to individual genetic variability in answer to systemic GH excess. Histological analysis demonstrated that transgenic presented an enhanced muscle hypertrophy when compared to non-transgenic, being transgenic females more hypertrophic than transgenic males. Gene expression related to muscle growth revealed that transgenic hypertrophy observed is independent from insulin-like growth factor I (IGF-I). In addition, transgenic males had a significantly myogenin gene expression induction indicating that, at least partially, this protein may be mediating hypertrophic growth in this group. It was also shown an induction in males of the a-actin gene independently from transgenesis. However, there were no diferences in total protein content from the muscle. According the data presented in this study, it was evident that GH excess in F0104 transgenic fish lineage is probably promoting an early sexual maturation, a muscle hypertrophy independent from IGFI, and a heterogeneous transgenic males growth due to hormone secretion pattern altering as an effect of the transgene constitutive expression. This model is an interesting tool for the study of fishes with limited growth.