GDF9与BMP15受体基因在异育银鲫卵细胞中的表达

转化生长因子9(GDF9)与骨形成蛋白15(BMP15)通过受体介导途径,在鱼类卵细胞发育与成熟过程中发挥着重要作用。在GDF9与BMP15信号通路中,GDF9与BMP15的Ⅰ型受体基因分别为TGF-βR1a、TGF-βR1b和BMPR1Ba、BMPR1Bb,两者的Ⅱ型受体基因均为BMPR2a、BMPR2b。本研究以异育银鲫为实验对象,对GDF9和BMP15的各受体基因在卵细胞中的表达模式进行研究。结果显示,在异育银鲫卵细胞发育过程中,TGF-βR1a、BMPR1Ba与BMPR1Bb基因mR NA水平呈先降低后升高的变化趋势,TGF-βR1b基因mR NA水平自Ⅱ期卵细胞开始显著升高,而BMPR2a与BMPR2b mR NA水平则随着卵细胞的发育逐渐降低。同时,TGF-βR1b、BMPR1Bb、BMPR2a及BMPR2b mR NA主要在滤泡细胞中表达,TGF-βR1a与BMPR1Ba mR NA则在卵母细胞与滤泡细胞中均有表达。以上研究提示,GDF9与BMP15可通过与其受体结合,以旁分泌或自分泌参与调控硬骨鱼类卵细胞的发生、发育与成熟。     

GDF9和FST调控猪卵母细胞成熟和胚胎早期发育

为探讨生长分化因子9(Growth differentiation factor 9,GDF9)和卵泡抑素(Follistatin,FST)如何影响猪卵母细胞成熟及胚胎早期发育能力,在猪卵母细胞体外成熟(IVM)培养过程中添加不同浓度的GDF9和抗GDF9抗体,或同时添加GDF9和FST或抗FST抗体,测定猪卵母细胞的细胞核成熟率、卵裂率、囊胚率及囊胚总细胞数。结果显示,添加GDF9显著提高孤雌胚囊胚率,抗GDF9抗体则显著抑制卵裂率和囊胚率。添加FST显著降低孤雌胚囊胚率和囊胚总细胞数,添加抗FST抗体显著提高了囊胚率。共同添加GDF9与抗FST抗体则使囊胚率达到最高。表明猪卵母细胞IVM期添加GDF9能一定程度上提高卵母细胞及胚胎的发育能力,共同添加GDF9和抗FST抗体对胚胎发育的促进作用具有加性效应。     

绵羊GDF9基因研究进展

开展绵羊多羔性状主效基因的研究,对于揭示绵羊高繁殖力的分子机制和利用分子标记辅助选择迅速提高绵羊的繁殖性能有重要意义。GDF9属于TGFβ超家族成员,它主要由卵母细胞分泌,对卵泡的生长和分化、卵母细胞的减数分裂、成熟和胚胎的发育起重要的调节作用。因此,可以将GDF9基因作为绵羊繁殖性状的候选基因来研究。本文就GDF9基因、蛋白结构及其表达、生物学作用以及对绵羊繁殖力的影响等方面的研究进行总结回顾,并对其应用前景进行展望。     

雷帕霉素对稀有鮈鲫卵子发生的影响

【目的】为鱼类生殖生理学和繁殖生物学研究提供参考。【方法】以稀有鮈鲫为试验动物,采用mTOR通路抑制剂雷帕霉素处理3月龄雌性个体至4月龄,正常饲养至5月龄,以同时注射等量不含雷帕霉素的稀释剂和二甲基亚砜(DMSO)为对照,测定不同阶段性腺指数(GSI)和卵巢发育情况,Real-time PCR检测卵子发生相关基因的表达情况。【结果】3、4、5月龄对照组和3月龄处理组卵巢具有Ⅳ时相卵母细胞,4月龄处理组只具有Ⅰ、Ⅱ时相卵母细胞,5月龄处理组卵巢中观察到Ⅲ时相卵母细胞;处理组GSI显著低于对照组;处理组中foxl2、fshr、cyp11a1、cyp19a1a和bmp15表达显著低于对照组,figlα在处理组中表达显著高于对照组。【结论】雷帕霉素处理导致稀有鮈鲫卵母细胞发育停滞在Ⅱ时相,推测mTOR通路可能通过调节类固醇发生和TGFβ信号通路促进卵母细胞的发育和成熟。     

GDF11通过AKT通路抑制骨骼肌细胞分化

[目的]探究骨骼肌GDF11（生长分化因子11,Growth and differentiation factor 11）在生长发育过程中的表达情况及其作用,明确GDF11在骨骼肌细胞中激活的非SMAD调控通路,为抵抗骨骼肌衰老、促进骨骼肌损伤修复,探究肌肉发育调控的相关机制提供理论参考。[方法]以不同发育阶段小鼠和C2C12细胞为材料,取不同发育阶段小鼠腓肠肌、使用分化培养基诱导细胞分化、使用D-半乳糖诱导C2C12细胞衰老,分别探究GDF11在个体层面和细胞层面骨骼肌生长发育和衰老中的表现和作用;通过构建GDF11的过表达载体和siRNA载体,观察GDF11对C2C12细胞成肌分化的影响,并检测了在这一过程中细胞内相关基因的变化,探究GDF11在骨骼肌细胞发育中影响;通过对AKT信号通路的抑制,明确GDF11在骨骼肌细胞分化过程中激活的非SMAD调控通路。[结果]（1）在小鼠腓肠肌中,GDF11蛋白表达量随着年龄的增长呈现出先下降后上升的趋势。（2）在细胞分化前期GDF11表达量逐渐升高,并在3 d时细胞开始分化时达到最高,随后逐渐降低,7 d时恢复到与初始相似的水平。（3）随着D...     

半番鸭与番鸭精巢组织差异表达转录组测序分析

【目的】研究半番鸭与番鸭精巢组织转录组差异表达基因,为进一步阐明半番鸭不育的遗传机制奠定理论基础。【方法】利用转录组测序方法对半番鸭和番鸭的精巢组织进行研究,筛选其差异表达基因,并对其功能进行注释和荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,QRT-PCR)验证。【结果】测序共获得43.84Gb Clean Data,组装后共获得193 535条Unigene。DESeq分析发现3 597个基因在两个鸭品种间差异表达,其中上调基因1 194个和下调基因2 403个,包括与生殖功能相关的基因,如成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、丝裂原活化蛋白激酶7(mitogen-activated protein kinase 7-like,partial,BMK)、生长因子受体结合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2,GRB2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和肿瘤坏死因子受体超家族成员6(tumor necrosis factor receptor superfamily member 6,FAS)等。GO(gene Ontology)分析发现382个差异基因获得功能注释,其中97个基因涉及发育繁殖生物学过程。KEGG(kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析表明差异表达基因共富集到50条信号通路中,其中17个通路显著富集,包括丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)、甘油酯代谢(glycerolipid metabolism)以及钙信号途径(calcium signaling pathway)信号通路等,与生殖功能密切相关的有促性腺激素释放激素信号通路(gonadotropin releasing hormone(Gn RH)signaling pathway)和MAPK信号转导通路。经QRT-PCR验证,差异基因表达变化模式与转录组测序结果一致,测序结果可靠。【结论】在转录组水平上筛选出半番鸭和番鸭精巢组织差异表达基因,揭示了Gn RH和MAPK信号通路在鸭的生殖活动中发挥了重要作用,为进一步探索半番鸭生殖系统的分化机理提供可靠的参考依据。     

生长分化因子9在兔卵巢中的免疫组织化学定位

［目的］探讨生长分化因子9（GDF9）在兔卵巢卵泡发生过程中的调控机制。［方法］采用免疫组织化学方法测定GDF9蛋白在兔卵巢中的表达定位情况。［结果］GDF9在原始卵泡中没有表达;在初级卵泡、次级卵泡和有腔卵泡卵母细胞及有腔卵泡颗粒细胞、透明带及卵泡液中均检测到GDF9蛋白;在黄体中也有GDF9的表达。［结论］GDF9不仅是卵母细胞分泌因子,而且是颗粒细胞的分泌因子,其表达随兔卵巢中卵泡发生呈时空动态变化,在兔卵巢卵泡发生过程中发挥了重要作用,参与了黄体活动的调节。     

VEGF、NGF在不同日龄小鼠皮肤分布的研究

动物被毛生长是一个复杂的生理过程,许多生长因子对毛发的生长具有调控作用。通过对血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)和神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)在不同发育时期的小鼠皮肤中的分布及含量进行分析,探讨其对哺乳动物皮毛生长发育的作用。以不同日龄(3日龄、11日龄、26日龄)的小鼠作为研究对象,利用免疫组织化学方法研究VEGF、NGF在不同发育阶段小鼠皮肤中的分布。结果显示:VEGF在11日龄小鼠中表达量最高,其次是26日龄,最低是3日龄。NGF在3日龄表达量最高,在11日龄、26日龄逐渐减少。研究结果提示VEGF、NGF可能对小鼠的皮肤发育具有作用,并且在不同的时期作用大小不同。     

生殖细胞早期发生与减数分裂启动调节机制的研究进展

卵巢性生殖疾病发生的主要原因之一是卵子发生过程中减数分裂发生或染色体分离异常。为了更好地进行这些生殖疾病的诊断和治疗,需要充分地了解个体发育的生物学过程中及关键时间点。鉴于此,本文主要阐述了哺乳动物生殖细胞早期发生和减数分裂启动的生理过程,介绍生殖细胞的出现、迁移、性别分化和减数分裂的整个过程。深入了解卵母细胞发生过程将为利用体外发育来源的卵母细胞治疗卵巢性生殖疾病,克服女性不孕、卵巢早衰等重大疾病提供一定的理论支持。     

GDF-9对牦牛COCs体外成熟培养及其相关基因mRNA表达的影响

为探明生长分化因子-9(Growth differentiation factor 9,GDF-9)对牦牛卵丘-卵母细胞复合体(Cumulusoocyte complexes,COCs)体外培养的卵母细胞成熟率及相关基因mRNA表达水平的影响:采取健康牦牛的卵巢,分离COCs进行体外成熟培养;在牦牛COCs成熟培养液中添加终浓度分别为0、200、400、600ng/mL的GDF-9,统计卵母细胞成熟率;采用Real-time PCR方法检测GDF-9处理的COCs中Smad信号通路下游分子Smad4以及卵丘扩展相关基因(HAS2、PTX3、PTGS2)的mRNA表达水平。结果表明:添加0、200、400、600ng/mL GDF-9的COCs成熟率差异不显著(P0.05)。Smad4和卵丘扩展相关基因(HAS2、PTX3、PTGS2)的mRNA表达量随着GDF-9浓度升高呈上升趋势,其中600ng/mL GDF-9处理组的Smad4和PTX3mRNA表达量最高,与其他处理组差异显著(P0.05);600ng/mL GDF-9处理组的HAS2、PTGS2mRNA表达量与400ng/mL GDF-9处理组差异不显著(P0.05),与其他实验组差异显著(P0.05)。研究发现,在牦牛COCs体外培养过程中,添加不同浓度的GDF-9对牦牛卵母细胞成熟率的影响差异不显著;GDF-9显著提高其信号通路下游分子Smad4基因以及卵丘细胞扩展相关基因(HAS2、PTX3、PTGS2)的mRNA表达,说明600ng/mL GDF-9对牦牛体外培养过程中卵丘扩展有作用,作用机制可能与激活Smad信号通路有关。     

LHRH-A3及EGF对猪卵母细胞体外成熟及孤雌胚胎发育的影响

试验研究了在成熟培养液中添加促黄体素释放激素A3(Luteinizing hormone releasing hormoneA3,LHRH-A3)与表皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF)联合作用对猪卵母细胞体外成熟及孤雌发育的影响,以确立猪卵母细胞体外成熟的最佳条件。结果表明,在猪卵母细胞体外成熟培养中,LHRH-A3可以代替孕马血清促性腺激素(Pregnant mare serum gonadotropin,PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotrophin,hCG);在孤雌发育中,LHRH-A3作用的效果明显高于添加PMSG和hCG组合;在联合应用处理中,剂量为1.5μg/mL LHRH-A3和40ng/mL EGF的组合对猪卵母细胞体外培养和孤雌发育的效果比较好。     

C型尿钠肽在动物卵巢表达及对生殖机能影响的研究进展

C型尿钠肽（C-type natriuretic peptide, Cnp）为尿钠肽家族成员之一,广泛分布于动物大脑、肾脏、心脏及血管等组织,具有维持心血管系统功能稳态、调控细胞增殖及促进骨骼生长等功能。普遍认为哺乳动物有3种钠尿肽受体(Natriuretic peptide receptor, NPR) ：NPR1,NPR2和NPR3。Cnp主要通过结合NPR2受体激活下游信号通路,发挥生物学作用。Cnp信号传导通路的组成成分主要包括：配体（Cnp）、跨膜受体（NPR2）及cGMP等。当Cnp分子与跨膜受体NPR2结合后,使受体的激酶同型区域（kinase homology domain, KHD）构象发生变化,进而激活鸟苷酸环化酶,将GTP转化为cGMP后激活下游信号通路。目前,许多研究表明Cnp及受体在雌性动物卵巢上表达模式相似,Cnp主要在卵泡壁层颗粒细胞上表达,NPR2受体主要在卵丘颗粒细胞上表达。另外,动物体内卵泡生长期间,Cnp和受体Npr2表达受激素调控,FSH通过雌激素介导促进卵泡颗粒细胞Cnp和受体Npr2表达;同时卵母细胞通过分泌卵母细胞分泌因子促进了颗粒细胞Npr2表达。LH可能通过表皮生长因子信号通路降低卵泡颗粒细胞Cnp和受体Npr2表达。值得注意的是,研究表明Cnp与FSH功能类似能够促进动物卵泡发育,有利于卵丘颗粒细胞的形成,并能诱导一些与卵泡成熟和类固醇合成相关的颗粒细胞基因表达,揭示卵泡颗粒细胞分泌的Cnp与FSH具有类似的功能,作用于颗粒细胞上的受体分别经由cGMP和cAMP的信号通路影响颗粒细胞基因表达,刺激卵泡生长,促进卵母细胞成熟。另外,近年研究揭示Cnp是动物体内维持卵母细胞减数分裂阻滞的关键物质,卵泡壁层颗粒细胞分泌的Cnp,作用于卵丘颗粒细胞上的受体NPR2,激活鸟甘酸环化酶后将cGTP转化为cGMP,cGMP进入卵母细胞后抑制磷酸二酯酶phosphodiesterase, PDE)的活性,维持卵母细胞内高水平的cAMP,卵母细胞内高水平的cAMP通过激活蛋白激酶A（protein kinase A, PKA）使成熟促进因子（maturation promoting factor, MPF）的催化亚基磷酸化,进而抑制MPF的活性、维持减数分裂阻滞,但对裸卵没有影响,说明Cnp通过作用卵丘颗粒细胞间接影响卵母细胞减数分裂成熟。此外,研究表明Cnp体外前处理卵丘卵母细胞复合体,有利于卵母细胞胞质成熟,提高了成熟受精后的发育能力。综上,动物体内卵泡生长期间,卵巢内产生的Cnp可能通过影响颗粒细胞的正常功能,在维持卵母细胞减数分裂阻滞的同时促进胞质成熟,保证成熟受精后具有较高的发育能力。基于此,Cnp在用作生理性的减数分裂阻滞剂增强家畜卵母细胞体外发育方面将具有重要的应用前景。因此,论文综述了Cnp结构、信号转导通路、在动物卵巢上表达及对卵巢生殖机能的影响。     

FST基因的过表达对猪成纤维细胞内基因及生物学通路的影响

应用Illumina HiSeq测序平台,对过表达FST基因的细胞和正常细胞进行转录组测序,并对筛选的差异表达基因进行基因功能注释及信号通路分析。结果表明：过表达FST后共有286个基因的转录发生了变化,其中176个上调,110个下调。这些差异基因共得到44个GO功能注释,其中单一生物过程、代谢过程、细胞过程;细胞器、细胞区域、细胞和黏合terms下聚集的差异基因数量最多,均>100个。共发现9条显著富集的Pathway,包括与细胞增殖相关的细胞周期、DNA复制、碱基切除修复、p53信号通路等,与卵母细胞发育相关的卵母细胞减数分裂和孕激素介导的卵母细胞成熟通路。说明在成纤维细胞中过表达FST后,最显著的特征是与细胞增殖分化相关的基因和生物学通路被富集。     

缢蛏IGFALS基因的表达特征及IGF系统对生长的调控作用

类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor,IGF)信号通路在机体的发育、繁殖以及生长等过程中起着重要的调控作用.类胰岛素生长因子酸不稳定亚基(IGF acid-labile subunit,IGFALS)是IGF系统中的重要一员,可通过延长IGF的半衰期参与IGF信号通路的调控.本研究首次...     

哺乳动物卵泡发育调控分子机制研究进展

哺乳动物卵泡发育研究对于辅助生殖技术的发展具有重要意义。随着分子生物学技术的发展,哺乳动物卵泡发育研究主要放在对其调控的分子机制中。本文重点阐述了与卵泡发育相关的激活素/抑制素作用通路、BMP/Smad信号通路以及NPPC/NPR2信号通路,以期对哺乳动物不孕发生的原因及治疗提供参考。     

哺乳动物毛囊发生发育调控机制研究进展

胚胎期毛囊的发生发育是决定毛囊数量、毛被类型和毛品质的关键阶段,挖掘该阶段的重要基因是育种工作者的重要内容之一。近年来,关于毛囊发生发育相关重要基因的鉴定方面有一定的研究进展,但由于毛囊结构复杂、细胞组成多样且细胞分化快等问题致使研究人员在完整毛囊细胞系的建立、主效基因的挖掘和基因功能的确定等方面进展缓慢。因此,了解毛囊的基本结构、发育过程以及在该过程中发挥重要作用的信号途径/基因,是解决以上问题关键所在。本文对哺乳动物毛囊形态结构及其在胚胎期发生发育过程（以小鼠为例）进行了系统的介绍,归纳总结了与毛囊发生发育相关的关键信号通路以及目前已发现的重要遗传因子。结果表明：1）胚胎期真皮成纤维细胞、上皮细胞可进一步分化为各类毛囊细胞,因此适时诱导/阻滞其分化是成功构建细胞群的关键。2）在毛囊发生发育调控过程中,同一信号通路中不同信号途径存在不同程度的偏向,如Wnt信号通路偏向于Wnt/β-catenin信号途径、Edar信号通路偏向于Eda-A1/Edar/Edaradd信号途径,而TGF-β/BMP信号通路则偏向于Smads依赖性信号途径。3）毛囊发生发育过程中涉及多条信号通路和多个遗传因子共同调控,其中Wnt、Edar信号是毛囊基板正常形成过程中不可或缺的信号通路,而TGF-β信号通路是毛囊各类细胞分化和毛囊向下生长过程关键信号通路之一。综上,对哺乳动物毛囊发生发育过程和机制有清晰地认识和理解,是进一步挖掘与毛囊发育相关重要基因的重要基础,其可为提高毛用型经济动物的生产性能提供重要理论依据。     

表观遗传因素对哺乳动物胚胎发育的影响

哺乳动物核移植技术作为发育生物学的重要研究方法,在农业、医药、动物保护等方面具有巨大潜力.核移植的低成功率一直是其发展的瓶颈,而体细胞核在卵母细胞中的重编程效率低下是造成该瓶颈的重要诱因.DNA甲基化作为支配基因正常表达的表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要手段,在胚胎正常发育过程中具有显著调节基因组功能的作用.本研究论述了DNA甲基化、基因印记、microRNA、X染色体失活等因素对哺乳动物胚胎发育中基因调控的影响.     

不同哺乳动物GDF9密码子偏性及聚类分析

为更好地认识哺乳动物GDF9基因在长期进化过程中为适应环境形成的密码子使用模式,通过Codon W软件计算不同哺乳动物GDF9基因的密码子偏性指标,利用SPSS软件对密码子偏好性影响因素的相关性进行分析,结合密码子偏性和最小进化法分析其亲缘关系。GCT、TGT、TTT、ATT、CCT、AGA、ACT为哺乳动物GDF9基因的最优密码子,该基因偏爱使用以A或T结尾的密码子;G、C含量和蛋白质亲水性是影响GDF9基因密码子偏性的主要因素;聚类分析提示不同哺乳动物间的同源性越高,GDF9基因密码子使用特征的相似性越高。     

安徽白山羊、波尔山羊GDF9和BMP15基因的RFLP分析

以绵羊高繁殖性能主效基因,生长分化因子9(growth differentiation factor 9,GDF9)和骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因为候选基因,采用PCR-RFLP方法检测其在安徽白山羊、波尔山羊中的多态性。结果表明,均未能检测至GDF9基因的G8突变(C→T)及BMP15基因的B4突变(G→T)。这2个山羊群体中均为野生型,由此表明这2个候选基因检测位点在安徽白山羊、波尔山羊中没有多态性。     

钙离子在哺乳动物卵母细胞发育关键时期的作用

Ca~(2+)是广泛存在的信号分子,钙信号转导对多种细胞生理生化活动有重要的调控作用,越来越多的证据表明钙信号参与卵母细胞减数分裂。钙稳态是细胞内Ca~(2+)信号在时间和空间上的动态平衡,对卵母细胞钙稳态的研究是目前重要的研究热点之一。本文综述了钙稳态及钙离子对卵母细胞成熟和发育过程中的双线期阻滞恢复、MII期阻滞恢复和细胞凋亡的作用,发现某些哺乳动物双线期及MII期适当增加胞内钙离子水平可以使卵母细胞退出阻滞,而超出生理水平的胞内钙则会诱导细胞凋亡,并通过探究钙离子在卵母细胞减数分裂恢复和调控凋亡过程中的作用机制,为辅助生殖技术的进一步研究提供依据。