Melatonin exposure of E2 stimulated Salmon hepatocyte vitellogenin production

Abstract

Farmed salmon is the second most important export product in Norway of today (2009).Development of egg quality is always in the centre of improvement, to supply the large industry with rapid growing fries of high survival. The egg yolk protein vitellogenin (Vtg) is accumulated in the oocyte during oogenesis and is important for a successful reproduction.This is because an egg upon ovulation is self sufficient to protect and sustain the development until hatching, with almost no contributions from its surroundings.

Melatonin is a hormone produced in the pineal gland; it provides fish with information about day length, which is transformed into signals initiating reproduction. Melatonin is also found in the entire gastrointestinal tract (GIT) and is hypothesized to be a messenger about available nutrients to the liver. This study investigated the effect of melatonin on estradiol-17β (E2)stimulated vitellogen in- and estrogen receptor (ER) expression in primary cultured hepatocytes exposed for 12- and 24 hours.

Estrogen induced Vtg production in primary cultured hepatocytes was confirmed. However, melatonin was neither found to stimulate vitellogenesis, nor affect the estrogen stimulated response. Expression of estrogen receptor mRNA indicated a small potentiating effect when cells were treated with melatonin and E2 combined. However, this effect was limited and only observed after 24 hours. This investigation indicates that melatonin has little or no direct effects on Vtg production in hepatocytes. This offers an interesting perspective for further investigation of the biochemical action of melatonin in hepatocytes.

Oppdrettslaks er Norges nest største eksport produktet per i dag (2009). Forbedring av eggkvalitet står svært sentralt for å forsyne denne store industrien med yngel av høyoverlevelse og vekstrate. Eggeplommeproteinet vitellogenin (Vtg) akkumuleres i oocyttenunder oogenesen, og er viktig for en vellykket reproduksjon. Dette er fordi egget må være selvforsynt etter ovulasjon for å beskytte og opprettholde utviklingen frem mot klekking, med svært lite bidrag fra omgivelsene.

Melatonin er et hormon som produseres i pinealkjertelen; det gir fisken informasjon omdaglengde, som igjen overføres til signaler som initierer reproduksjon. Melatonin er også funnet i hele gastrointestinal-trakten (GIT) og er blitt foreslått å fungere som et signal om tilgjengelig næring til leveren. I denne studien ble effekten av melatonin på genutrykk til Vtg og østrogenreseptor (ER) undersøkt i dyrkede hepatocytter, med 12- og 24 timers eksponering.

Østrogenindusert Vtg produksjon i primærkultur av hepatocytter ble bekreftet. Melatonin ble verken funnet å stimulere vitellogenese, eller å påvirke den østrogen stimulerte responsen.Genutrykk av ER mRNA indikerte en liten forsterkende effekt når cellene ble behandlet med en kombinasjon av E2 og melatonin. Likevel var denne effekten svært liten og bare observert etter 24 timer. Denne undersøkelsen indikerer at melatonin har liten eller ingen direkte effekt på Vtg produksjon i hepatocytter. Dette gir interessante muligheter for videre undersøkelse av melatonin sin biokjemiske effekt i heaptocyttene.