基于转录组学筛选与哺乳动物睾丸发育相关基因及调控网络的研究进展

睾丸正常发育是雄性哺乳动物精子发生及有效繁殖力的先决条件,其发育过程极其精细和复杂,受到许多因素的影响及调控,但遗传调控占主导地位。哺乳动物睾丸的发育首先会受到大量蛋白编码基因的严格调控,非编码RNA(miRNA、lncRNA和piRNA)也在睾丸发育及精子发生过程扮演重要角色。近年来,以mRNA、miRNA、lncRNA、piRNA为主的转录组学在解析哺乳动物睾丸发育以及精子发生分子机制得到充分应用,并且取得了很大进展。本文从睾丸发育相关mRNA、miRNA、lncRNA、piRNA等方面对哺乳动物睾丸发育研究现状进行介绍与阐述,旨在为深入挖掘睾丸发育基因组变化以及畜牧业中动物育种提供重要理论依据。     

环境应激对种公牛精液品质的影响及应对措施

1环境应激对雄性动物繁殖机能的影响机制 在应激情况下,下丘脑分泌促性腺激素释放激素减少,使垂体分泌的促卵泡素、促黄体素减少,睾丸分泌的雄性激素下降,使动物出现繁殖机能下降,甚至导致不育。此外,环境对雄性动物影响的另一条途径是直接作用于睾丸,影响睾丸的支持细胞和精子发生过程,造成可恢复性或永久性生殖障碍。     

多胺调控动物繁殖的作用及其机制

多胺主要包括腐胺、亚精胺和精胺,是一类带有2个或2个以上氨基的低分子脂肪族化合物,被认为是一种生长素,广泛参与DNA的复制、细胞的增殖凋亡、细胞的信号传导等。近年来的研究发现,多胺对动物繁殖具有重要的调控作用,多胺不仅可参与调控雄性动物精子发生,影响精子活力,而且对雌性动物卵子发生、卵泡发育和排卵过程也具有重要的调控作用。本文综述了多胺调控动物繁殖过程的作用及其机制,为相关研究提供参考。     

羊驼睾丸细胞凋亡及凋亡相关蛋白的定位

本研究旨在观察羊驼睾丸的出生后发育和精子发生过程中的细胞凋亡及凋亡相关蛋白Bcl2和Caspase3 的定位.取材新生、12月龄和24月龄羊驼的睾丸,用TUNEL法检测睾丸发育和精子发生过程的细胞凋亡,用免疫组织化学技术检测凋亡相关蛋白Bcl2和Caspase3在羊驼出生后发育和精子发生过程中的定位.结果显示在新生羊驼睾丸未检测到TUNEL阳性细胞,Caspase3和Bcl2表达于间质细胞,提示在新生期凋亡蛋白参与间质细胞凋亡的调节,为曲精小管的发育提供空间;12月龄羊驼睾丸TUNEL阳性细胞定位于曲精小管中央部分,Caspase3 和Bcl2定位于间质细胞和曲精小管中央生殖细胞,提示在青春期(12月龄)羊驼睾丸,细胞凋亡和凋亡相关蛋白参与曲精小管管腔形成的调节;24月龄羊驼睾丸TUNEL阳性细胞定位于精原细胞、精母细胞和精子细胞,Caspase3 和Bcl2定位于间质细胞和各个发育阶段的生精细胞,Caspase3阳性细胞在精原细胞最高,向精母细胞和精子细胞逐渐减少,Bcl2在精原细胞弱阳性表达,在血睾屏障以内的曲精小管近腔室部分呈弥散性强阳性表达,提示在性成熟(24月龄)羊驼睾丸精子发生过程中,细胞凋亡主要发生于精原细胞和早期精母细胞,Bcl2可能抑制精母细胞之后生殖细胞的凋亡.结果提示在羊驼睾丸出生后发育和精子发生过程中存在细胞凋亡现象;凋亡蛋白Caspase3和Bcl2参与羊驼睾丸发育和精子发生过程中细胞凋亡的调节.     

单细胞转录组测序技术及其在动物繁殖中的应用进展

动物繁殖在动物种群发展和生命进化的过程中起到群落延续、物种演化、进化变异等至关重要的作用。繁殖是各种生殖细胞的动态变化和互作效应的结果,对生殖细胞动态变化机制进行解析是了解动物繁殖过程的基础。单细胞转录组测序技术在群体细胞中以单细胞维度深入解读信息,逐步成为解读细胞类群异质性、关键基因筛选、相关通路表达、细胞互作等具有复杂性、多样性、动态性的生物学问题的首要选择。目前,单细胞转录组测序技术已经开始从动物生殖细胞的角度对动物繁殖的相关机制进行更深入的探究,以此进一步研究动物繁殖的相关过程。因此,本文主要对单细胞转录组测序技术的相关内容以及其在动物繁殖中的相关应用进行总结。     

褪黑素对动物繁殖的调控作用机制研究进展

褪黑素广泛存在于多种动物体内,具有较强的抗氧化及抗细胞凋亡能力,参与动物机体内多种器官、组织和细胞的生理活动过程,调控下丘脑-垂体-性腺轴,在动物繁殖过程中发挥着重要的调控作用.本文综述了褪黑素对动物季节性繁殖、卵泡发育、精子发生、体外受精、早期胚胎发育和精液冷冻保存的作用及其作用机制,为畜牧生产实践中褪黑素的使用提供...     

家养动物FSHR基因的结构功能与表达调控研究进展

促卵泡激素FSH及其受体在卵巢的卵泡发育和激素生成以及睾丸的精子生成中起关键的调节作用。促卵泡激素受体FSHR与家养动物的繁殖能力有密切关系。提高家畜产仔率是确保我国动物养殖业持续健康发展的主要方向。已有研究表明,FSHR基因对动物的卵巢卵泡生长发育和精子发生具有巨大的调控作用,并且该基因与家养动物的繁殖性状,繁殖能力存在一定的关联性。本文章旨在介绍FSHR的结构,表达和生物学功能,以及在家养动物(牛,绵羊,山羊,猪和鸡)方面的研究展开综述,并且对其存在的问题及发展方向提出展望。     

睾丸支持细胞的功能、分离纯化及鉴定研究进展

支持细胞对维持精子形成过程中的微环境起决定作用,它可以通过分泌功能、细胞间连接形成的血睾屏障功能以及吞噬功能等来促进精子的形成过程,其发育异常会导致不同程度的雄性生殖缺陷。基于支持细胞在雄性动物生殖过程中的作用,体外培养高纯度支持细胞可成为研究睾丸两大核心功能-精子发生和性激素分泌功能相关调节机制重要的细胞模型。此外,体外培养睾丸支持细胞也可作为生殖毒理学等新兴热点领域的细胞模型,为评估和研究环境因素对雄性生殖的影响提供便利。因此,作者系统地归纳、总结了目前关于动物支持细胞生物功能的研究及常用的体外分离纯化、培养及鉴定方法,以期为利用动物支持细胞开展雄性生殖领域的研究提供参考。     

支持细胞对精原干细胞增殖、分化调控的研究进展

哺乳动物精子发生是在睾丸支持细胞(Sertoli cells,SCs)调节下完成的,SCs不但为精子发生提供物理支撑和稳定微环境,而且通过分泌多种蛋白对生殖细胞发挥增殖、分化、凋亡、吞噬、免疫豁免等多种调节作用。生理状态下,SCs调控精子发生的确切机制还不是很清楚。因此,本文对SCs与精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)及系列生精细胞特殊的结构关系以及二者间的调控关系进行了综述,以期为推动二者间调控机理的深入研究及提高动物育种繁殖效率提供参考。     

热应激下齐兴肉兔睾丸组织的转录组分析

为研究公兔在急性热应激过程中相关基因的表达及响应的分子机制,本研究以齐兴肉兔公兔为实验对象,构建热应激公兔睾丸精子发生模型,提取热应激组和对照组睾丸组织总RNA,反转录建立cDNA文库,利用llumina HiseqTM测序平台进行转录组测序,对差异表达基因进行GO、KEGG富集分析及RT-PCR验证.结果表明:与对照...     

绵羊睾丸差异基因及蛋白质互作网络关系研究

[目的] 整合分析多个绵羊睾丸转录组数据集,揭示绵羊睾丸差异基因及蛋白质互作网络关系,以期探索影响绵羊精子生成的关键基因,为绵羊的繁殖提供理论参考。[方法] 对74个绵羊睾丸转录组进行生物信息学分析,通过limma软件包进行差异基因分析,使用WGCNA构建加权绵羊睾丸差异基因共表达网络,并通过MCODE计算网络中重要基因;利用Metascape进行功能富集分析,利用Cytoscape插件AutoAnnotate识别基因集簇。[结果] 最终筛选到11 884个基因,构建237 366对蛋白质互作关系;对2 058个差异基因构建蛋白质互作网络,产生46 169对蛋白质互作关系,确定了4个得分最高的基因集合。对2 058个差异基因构建加权共表达网络,共获得7个模块,其中Blue模块内有929个基因,功能富集分析发现显著富集于雄性配子产生、繁殖、精子发生、鞭毛运动和AMPK信号通路等,且富集结果高度连接并聚成一个完整的网络,最终确定了25个参与精子发生和精子细胞发育过程的关键基因。[结论] 本研究揭示了绵羊睾丸表达基因的蛋白质互作网络和多维差异基因的蛋白质互作网络,最终找到与睾丸精子发生相关且有互作关系的25个基因,为绵羊繁殖研究提供理论依据。     

抗苗勒管激素及其在动物繁殖中的应用

抗苗勒管激素主要由性成熟前睾丸足细胞和性成熟后卵巢颗粒细胞分泌,是细胞转化生长因子-β超家族的成员,通过自/旁分泌调节作用参与体内众多的生殖生理活动。随着对抗苗勒管激素调控过程的深入了解,发现这种蛋白在动物生殖周期中发挥着重要的作用。本文综述了抗苗勒管激素的研究进展,包括结构特征、信号传导的调节、生理作用机制,在动物生殖生理中的重要作用及其相关繁殖研究及应用。     

硒在雄性动物繁殖中的作用

必需微量元素硒不仅参与维持机体的新陈代谢,而且影响动物的生殖功能。硒以硒蛋白形式参与组织细胞中氧自由基的清除,对维持动物的繁殖性能起到至关重要的作用。本文就硒对雄性动物睾丸组织发育、精子发生、精子质量、精液特性以及性欲的作用和影响机制作一综述,旨在为硒在动物繁殖方面的深入研究及合理利用提供参考。     

动物精原干细胞体外培养研究进展北大核心

精原干细胞(SSCs)作为成体干细胞之一,可将遗传信息向子代传递,在雄性动物的精子发生过程中起到至关重要的作用。根据SSCs的生物学特征并通过有效的细胞分离手段将睾丸中的SSCs进行分离,进一步纯化并体外培养,才能更加深入地研究其相关机制。随着测序技术及基因编辑技术的发展和成熟,对于SSCs的研究手段和应用范围也在不断扩展。因此,文章主要对SSCs的生物学特征、鉴定、分离、纯化、体外培养以及与SSCs研究中联合使用的新技术进行了总结,以期为SSCs体外培养方法选择及其相关研究提供参考。     

抑制素对精子发生的调控作用

抑制素是由性腺分泌的糖蛋白激素,在生理状况下能抑制雄性动物垂体选择性地合成和分泌FSH,从而抑制精子的发生,进而影响雄性动物的繁殖力,本文结合雄性动物睾丸结构和精子发生特点,阐述了抑制素对雄性动物精子发生作用及可能的作用机理,进一步表明抑制素与精子发生有着密切的关系,在睾丸发育和精子生成等过程中扮演着重要角色,为临床动物雄性不育的诊断和治疗提供理论基础。     

睾丸组织移植研究进展

睾丸组织移植是将同种或者异种供体的睾丸组织移植到受体的皮下、腹腔等血管丰富的部位后,检测移植物生长发育和精子发生情况。利用睾丸组织移植的方法来加速供体睾丸细胞的分化与增殖,在较短的时间内得到大量的生殖细胞,这对于种质资源保存、精子发生研究和男性不育症的治疗都是一有效的技术手段。本文对睾丸组织移植的供体选用、受体准备、移植的部位、移植物处理和检测以及移植技术的应用作一综述。     

雌激素对睾丸发育及生精功能的影响

雌激素与睾丸的功能密切相关.人和哺乳动物体内雌激素的合成需芳香化酶(Ar)的参与,而雌激素与特异受体(ERα、ERβ)结合后才发挥生物学效应.在睾丸所有发育阶段,芳香化酶和雌激素受体几乎都有表达.在睾丸发育过程中,雌激素的缺乏对胎儿睾丸的发育有利.但对成年动物来说,大剂量的雌激素可以引起睾丸功能紊乱和生精障碍,而体外条件下小剂量的雌激素又能促进精原细胞的分裂、增生和分化,诱导精子发生和精子成熟,减少细胞凋亡.文章主要从睾丸内雌激素的来源、芳香化酶和雌激素受体的分布、雌激素对胎儿和新生儿睾丸发育以及对精子发生的影响这几个方面进行了综述.     

动物繁殖相关lncRNA的研究新进展

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt,且不具有蛋白编码潜能的RNAs,在真核生物基因表达调控中发挥着重要作用。不同物种性染色体和部分印记基因的转录能力受到lncRNA的顺式调控作用。寻找与繁殖相关的lncRNA分子,研究这些lncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明lncRNA在动物繁殖中的调控机制,是动物繁殖研究的一个热点。本文主要对繁殖过程中配子发生、胎盘形成和妊娠建立、激素调节、早期胚胎发育以及性别决定和性腺发育等重要阶段lncRNA的研究进行综述,为深入探究动物繁殖调控机制提供参考。     

精原干细胞的研究进展

精子发生过程经历了复杂的细胞分化阶段,在雄性睾丸曲精细管中发生一系列微妙的变化。精子发生过程中产生精子数量的多少直接关系到雄性生殖能力的高低,其中精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs)发挥着重要作用。作为一个未分化的细胞群体,SSCs具有较强的自我更新能力(维持其自身细胞数量)并能够分化为成熟的精子。通过体外培养可将SSC诱导分化为多能性干细胞,从而代替胚胎干细胞(ES),避免了伦理问题的困扰;同时还避免了体细胞诱导为多能性干细胞过程中外源转录因子导入的问题。另外,将基因工程与生殖细胞移植相结合,可以在很大程度上促进转基因动物的生产。文章就SSCs的生物学特性、分子标记、分离纯化培养和移植进行综述。     

褪黑素和GnIH对动物繁殖活动的作用及调控

光照对动物的繁殖活动具有重要的调节作用。褪黑素分泌受光周期调控,其在光照调节繁殖活动的过程中发挥了重要介导作用。性腺激素抑制激素(GnIH)是下丘脑-垂体-性腺轴中重要的负向调节因子,对动物繁殖活动发挥着关键抑制作用。近年来研究表明,褪黑素与GnIH在调节动物繁殖活动中正相关,可能存在协同作用。本文就褪黑素以及GnIH在动物繁殖功能的调控角色以及潜在相互关系进行综述,以期为深入研究动物繁殖性能的调控及相关研究工作提供参考。