这篇文档是由S. Chandhini、Bushra Trumboo、Seena Jose、Tincy Varghese、M. Rajesh和V. J. Rejish Kumar等人共同撰写的综述文章，发表于2021年5月14日的《Fish Physiology and Biochemistry》期刊上。文章的主题是胰岛素样生长因子（Insulin-like Growth Factor, IGF）信号通路及其在鱼类和贝类研究中的重要性，特别是作为生物标志物在水产养殖中的应用。
文章首先介绍了IGF信号通路的基本概念及其在脊椎动物生长、发育和繁殖中的核心作用。IGF系统由胰岛素样生长因子（IGFs）、IGF受体（IGFRs）和IGF结合蛋白（IGFBPs）组成，与生长激素（GH）协同作用，调控生物体的生长、代谢和发育。在鱼类中，IGF系统不仅在生长和发育中发挥重要作用，还参与渗透调节（osmoregulation）和神经内分泌调控。文章强调了IGF系统作为生物标志物在水产养殖中的应用潜力，特别是在评估生长、繁殖和营养状态方面。
文章详细介绍了IGF系统的各个组成部分及其功能。IGF系统包括两种配体（IGF-1和IGF-2）、两种受体（IGF1R和IGF2R）以及七种高亲和力的IGF结合蛋白（IGFBPs）。IGF-1和IGF-2在胚胎发育、细胞分化和代谢中起关键作用，而IGFBPs则通过调节IGF的运输和结合来控制其生物活性。IGF信号通路通过垂体分泌的GH和IGF轴调控，受到下丘脑的控制。文章还提到，IGF系统在鱼类的不同发育阶段中具有不同的功能，从早期卵母细胞发育到成年个体的生长和代谢。
文章详细讨论了IGF系统在水产养殖中的多种应用。首先，IGF系统可以作为生长、营养和繁殖研究的生物标志物。例如，IGF-1和IGF-2的浓度可以用于评估鱼类的生长性能，特别是在营养研究中作为评估饲料效果的指标。其次，IGF系统在鱼类肌肉生成（myogenesis）中也发挥重要作用，通过激活MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路促进细胞增殖和分化。此外，IGF系统还与鱼类的渗透调节密切相关，特别是在海水适应过程中，IGF-1和IGF-2通过调节氯离子细胞的数量和活性来维持离子平衡。
文章还探讨了IGF系统在鱼类繁殖中的重要性。IGF-1和IGF-2在性腺发育和卵母细胞成熟中起关键作用，而IGF-3则是一种性腺特异性的胰岛素样生长因子，主要在性腺中表达。研究表明，IGF-3在鱼类性腺发育和性成熟过程中发挥重要作用，特别是在雌性鱼类的卵母细胞成熟和雄性鱼类的精子生成中。此外，IGF系统还与性激素（如雌激素和睾酮）相互作用，调控鱼类的性成熟和繁殖周期。
文章还讨论了IGF系统在营养研究中的应用。研究表明，饲料中的蛋白质、氨基酸和脂肪酸等营养成分可以显著影响IGF-1和IGF-2的表达，从而影响鱼类的生长性能。例如，饲料中的精氨酸和脂肪酸可以上调IGF转录物的表达，促进鱼类的体重增加。此外，饲料中的碳水化合物和脂类也对IGF系统的表达有显著影响，特别是在调节鱼类代谢和生长方面。
文章还详细介绍了IGF系统在鱼类渗透调节中的作用。IGF-1和IGF-2通过调节氯离子细胞的数量和活性来维持离子平衡，特别是在海水适应过程中。研究表明，IGF-1和IGF-2的表达在海水适应过程中显著上调，表明它们在渗透调节中的重要作用。此外，IGFBPs也参与渗透调节，特别是在海水挑战中，IGFBPs的表达显著增加，帮助鱼类适应高盐环境。
文章最后总结了IGF系统在鱼类和贝类研究中的重要性，并提出了未来的研究方向。首先，IGF系统作为生物标志物在水产养殖中的应用潜力巨大，特别是在评估生长、繁殖和营养状态方面。其次，IGF系统在鱼类渗透调节和性腺发育中的作用仍需进一步研究，特别是在分子机制和调控网络方面。此外，IGF系统在贝类研究中的应用还处于起步阶段，未来需要更多的研究来阐明其在贝类生长和发育中的作用。
这篇文章的价值在于它全面综述了IGF系统在鱼类和贝类研究中的多种应用，特别是在水产养殖中的潜力。通过详细讨论IGF系统的组成、功能及其在生长、繁殖、营养和渗透调节中的作用，文章为水产养殖研究提供了重要的理论依据和应用指导。此外，文章还提出了未来的研究方向，为IGF系统的进一步研究提供了新的思路和方向。