转化生长因子β1/Smads信号传导通路在哺乳动物卵巢发育中的调控作用及其作用机制

不同信号转导通路间的彼此协调保证了机体的正常运行。在众多的信号通路中,转化生长因子(TGF)β1/Smads信号传导通路越来越受到学者们的关注,已经成为分子生物学和细胞生物学研究的一大热点。已有研究证实,TGF-β1/Smads信号传导通路是调控卵泡发育的重要途径。本文就TGF-β1/Smads信号传导通路与哺乳动物卵巢卵泡的发育进行综述,分别从TGF-β受体、Smads蛋白、骨形态发生蛋白(BMP)、血小板反应蛋白1(THB-S1)、S期激酶相关蛋白1(SKP1)和其他调节机制阐述TGF-β1/Smads信号传导通路在哺乳动物卵巢发育中的调控作用及其机制,旨在引起人们对TGF-β1/Smads调控卵巢发育的关注,并为卵巢发育过程中某些疾病的治疗提供一些参考。     

荣昌猪BMP15基因通过TGF-β RⅡ激活SMAD4信号分子机制研究

本研究旨在阐明荣昌猪BMP15基因在荣昌猪性成熟前不同发育期的表达特性及其与SMADs信号相关基因的表达关系。采集1月龄、3月龄及5月龄荣昌猪卵巢组织,利用qRT-PCR及石蜡切片免疫荧光染色法分析荣昌猪不同月龄卵巢组织内BMP15基因表达及细胞定位特征;利用5月龄卵巢活组织添加重组人BMP15蛋白及TGF-β受体抑制剂(LY215799和LY2109761),应用qRT-PCR及Western blot方法分析BMP15及SMADs信号通路相关基因SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD7、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-βRⅠ和TGF-βRⅡ表达特征及BMP15/SMADs信号通路。结果表明:从1月龄至5月龄,随着荣昌猪生长发育,卵巢组织内BMP15基因mRNA表达量呈上调表达(P0.05);石蜡切片免疫荧光试验表明,5月龄卵巢组织卵母细胞周围颗粒细胞内存在BMP15蛋白荧光信号;从3月龄至5月龄的卵巢组织内BMP15、SMAD4、TGF-β1及TGF-βRⅡ基因在mRNA水平呈上调表达(P0.05),而SMAD2、TGF-β2及TGF-βRⅠ呈下调表达(P0.05);通过5月龄卵巢活组织添加重组人BMP15蛋白、TGF-βRⅠ/Ⅱ及TGF-βRⅠ受体抑制剂培养,发现TGF-βRⅠ/Ⅱ抑制剂(LY2109761)明显抑制TGF-βRⅡ受体蛋白的表达,TGF-βRⅠ抑制剂(LY2157299)不能抑制TGF-βRⅡ受体蛋白的表达。上述结果表明,荣昌猪BMP15基因在荣昌猪性成熟前的卵巢组织内呈上调表达,SMAD4、TGF-β1及TGF-β RⅡ也呈上调表达。本试验研究表明BMP15基因通过TGF-βRⅡ介导SMAD4信号分子调控下游基因的表达,为进一步研究荣昌猪BMP15基因在卵泡发育中发挥的作用提供理论依据。     

TGF-β通路与哺乳动物卵母细胞发育研究进展

转化生长因子β(TGF-β)信号通路是一个包含众多成员的多功能细胞因子的大家族,其在卵母细胞形成和发育方面发挥重要的作用。TGF-β信号通路主要是通过配体与受体结合形成复合物,从而激活相关分子调控关键基因的表达。这一系列过程包括直接参与调控作用的骨形成蛋白(BMPs)、激活素(activins)、抑制素(inhibin)、TGF-β和抗苗勒管素(AMH)。另外,还通过偶联环腺苷酸(cAMP)、激素和表皮生长因子(EGF)三个主要途径间接影响TGF-β通路对卵母细胞的发育。论文通过综述TGF-β通路对哺乳动物卵母细胞发育影响的研究进展,为相关研究提供参考。     

Bmp/Smad信号通路及其在哺乳动物卵巢发育中的作用

开展绵羊多羔性状基因的研究对于揭示其分子调控机制和提高绵羊繁殖力具有重要意义。骨形态发生蛋白(BMPs)为转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员,与哺乳动物繁殖活动密切相关。研究表明,BMPs可促使原始卵泡向次级卵泡转化,对哺乳动物卵巢颗粒细胞增殖、生殖激素的合成和分泌以及卵母细胞成熟和排卵等方面起重要调节作用,而BMPs发挥功能主要依赖于经典的Bmp/Smad信号通路。本文就Bmp/Smad信号通路成员的表达、对早期胚胎发育的影响以及在哺乳动物卵巢发育中的作用等方面的研究进行总结,以期为进一步研究BMPs及其信号通路的调控机制提供参考。     

GDF9/BMP15对卵泡发育的调控

卵母细胞及其紧密连接的卵泡细胞之间的精细调节,促使卵母细胞成熟、受精和胚胎发育.在卵泡发育过程中,除了下丘脑-垂体-性腺轴间的内分泌调节外,卵母细胞源旁分泌或自分泌因子维持发育卵泡内微环境稳态,调节卵母细胞成熟和颗粒细胞增殖.目前发现,这些关键的调控因子主要是TGFβ超家族成员中的生长分化因子-9 （GDF9）和骨形态发生蛋白（BMP15）.GDF9/BMP15主要表达于卵母细胞,是卵泡发育必需的细胞因子.论文综述了GDF9/BMP15的结构特点、表达特性、信号通路及其在卵巢中的生物学作用等研究进展.     

荣昌猪BMP15基因通过TGF-β RⅡ激活SMAD4信号分子机制研究

本研究旨在阐明荣昌猪BMP15基因在荣昌猪性成熟前不同发育期的表达特性及其与SMADs信号相关基因的表达关系。采集1月龄、3月龄及5月龄荣昌猪卵巢组织,利用qRT-PCR及石蜡切片免疫荧光染色法分析荣昌猪不同月龄卵巢组织内BMP15基因表达及细胞定位特征;利用5月龄卵巢活组织添加重组人BMP15蛋白及TGF-β受体抑制剂（LY215799和LY2109761）,应用qRT-PCR及Western blot方法分析BMP15及SMADs信号通路相关基因SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD7、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β RⅠ和TGF-β RⅡ表达特征及BMP15/SMADs信号通路。结果表明：从1月龄至5月龄,随着荣昌猪生长发育,卵巢组织内BMP15基因mRNA表达量呈上调表达（P<0.05）;石蜡切片免疫荧光试验表明,5月龄卵巢组织卵母细胞周围颗粒细胞内存在BMP15蛋白荧光信号;从3月龄至5月龄的卵巢组织内BMP15、SMAD4、TGF-β1及TGF-β RⅡ基因在mRNA水平呈上调表达（P<0.05）,而SMAD2、TGF-β2及TGF-β RⅠ呈下调表达（P<0.05）;通过5月龄卵巢活组织添加重组人BMP15蛋白、TGF-β RⅠ/Ⅱ及TGF-β RⅠ受体抑制剂培养,发现TGF-β RⅠ/Ⅱ抑制剂（LY2109761）明显抑制TGF-β RⅡ受体蛋白的表达,TGF-β RⅠ抑制剂（LY2157299）不能抑制TGF-β RⅡ受体蛋白的表达。上述结果表明,荣昌猪BMP15基因在荣昌猪性成熟前的卵巢组织内呈上调表达,SMAD4、TGF-β1及TGF-β RⅡ也呈上调表达。本试验研究表明BMP15基因通过TGF-β RⅡ介导SMAD4信号分子调控下游基因的表达,为进一步研究荣昌猪BMP15基因在卵泡发育中发挥的作用提供理论依据。     

Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展

繁殖性状是畜禽的重要生产性能之一，直接影响养殖成本与经济效益。与繁殖相关的性状通常受基因调控，其中Smads基因对繁殖性状起着重要的调控作用。Smads基因编码的Smads蛋白是TGF-β超家族中重要的调节因子，也是TGF-β/Smad信号通路中将信号传递至细胞核内的关键信号分子。Smads基因参与调节颗粒细胞的增殖、凋亡等过程，并且调控畜禽卵巢的功能、卵泡的生长发育及激素的合成分泌，从而影响畜禽的繁殖性状。文章介绍了Smads基因的结构和生物学作用，并综述了Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展，以期为进一步研究Smads基因对繁殖性状的调控机制提供参考。     

骨形态发生蛋白4与哺乳动物卵泡发育的研究进展

骨形态发生蛋白4 （bone morphogenetic protein-4,BMP-4）属于转化生长因子超家族成员（TGF-β）,参与机体的细胞生长、分化、凋亡、迁移及细胞外基质形成等众多病理、生理活动的调控。BMP-4基因与哺乳动物的繁殖性能密切相关,尤其在卵泡的生长分化过程中起着重要的调控作用,是原始卵泡和卵母细胞生存的必需因子。作者就骨形态发生蛋白4的基因结构、受体种类、信号调控机制及该基因与哺乳动物卵泡发育的关系作一综述。     

干扰和过表达BAMBI基因对猪卵泡颗粒细胞表型和功能的影响

为研究转化生长因子-β（TGF-β）信号通路中的骨形态发生蛋白和激活素膜结合抑制剂（bone morphogenetic protein and activin membrane-bound inhibitor,BAMBI）基因对猪卵泡颗粒细胞的调控作用,本研究设计构建BAMBI干扰和过表达载体,并将构建好的干扰（pSIREN-BAMBI-sh1、pSIREN-BAMBI-sh2、pSIREN-BAMBI-sh3）和过表达（pcDNA3.1-BAMBI）重组质粒转染猪卵泡颗粒细胞,通过实时荧光定量PCR技术进行有效片段的筛选,并对TGF-β信号通路下游基因（TGF-βRⅠ、TGF-βRⅡ、SMAD1、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD5）和细胞凋亡基因（Bax、Bcl-2）mRNA的表达水平进行检测。最后,用MTT法和流式细胞术检测BAMBI干扰和过表达对卵泡颗粒细胞增殖及凋亡的影响。结果表明,BAMBI干扰和过表达载体成功构建,pSIREN-BAMBI-sh2抑制BAMBI表达的效果最好,干扰效率最高。干扰BAMBI时,TGF-βRⅡ表达量显著上升（P<0.05）,使得SMAD2、SMAD3的表达量显著上升（P<0.05）;过表达BAMBI时,TGF-βRⅡ表达显著下降（P<0.05）,使得SMAD2、SMAD3的表达量显著下降（P<0.05）;上调BAMBI可显著抑制猪卵泡颗粒细胞增殖,极显著促进猪卵泡颗粒细胞凋亡（P<0.01）。研究结果表明,BAMBI基因显著影响猪卵泡颗粒细胞的生长发育,可能通过调节TGF-β信号通路间接影响猪的繁殖性能。     

GIP/GIPR经Akt-TCF4-GIPR正反馈增强GIP效应

旨在从GIP/GIPR下游的Akt和PKA信号通路中筛选出调控GIPR表达的调控因子，并解析GIPR的表达调控机制。本研究以小鼠胰岛瘤细胞系Min6为试验材料，在Akt、PKA信号通路阻断的条件下，通过Western blot筛选出与GIPR表达相关的转录因子T细胞因子4（TCF4）；利用双荧光素酶报告系统确定TCF4对GIPR表达调控的影响，再通过敲除或过表达TCF4进一步验证两者之间的调控关系；采用CCK8法检测TCF4介导的促增殖作用，ELISA检测胰岛素分泌能力。结果显示，GIP可激活Akt磷酸化，并促进GIPR表达；在GIP激活及Akt、PKA信号通路阻断时，GIPR蛋白表达趋势与TCF4始终一致；TCF4可与GIPR核心启动子区结合，进而调控其表达；TCF4过表达时，GIPR的mRNA和蛋白表达上调，并促进β细胞增殖及胰岛素分泌；干扰TCF4显著降低GIP作用下GIPR的mRNA和蛋白表达，抑制β细胞增殖。综上，GIP结合GIPR后，经Akt信号通路上调TCF4进而增强GIPR表达，形成正反馈加强GIP信号，提高β细胞增殖和胰岛素分泌的功能，维持血糖稳态。因此，在胰岛素抵抗阻断Akt及上游信号通路时，经转录因子TCF4增强GIPR表达可作为改善胰岛β细胞功能障碍的靶点。     

TGFβ-SMAD信号通路基因在梅山猪与杜洛克猪不同级别卵泡中的表达分析

为探索TGFβ-SMAD信号通路基因在卵泡中的表达规律,采用Real-time PCR方法检测TGFβ-SMAD信号通路基因THBS1、DCN、LTBP1、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、TGFβRⅠ、TGFβRⅡ、SMAD2、SMAD3、SMAD4基因在梅山、杜洛克S、M1、M2、L卵泡中的表达量变化。结果表明:TGFβ配体1、2、3型及正向调控因子THBS1、LTBP1、负向调控因子DCN、受体TGFβRⅠ、TGFβRⅡ以及受体调控SMAD2、SMAD3和辅SMAD4都在梅山与杜洛克的中等卵泡中存在表达差异,TGFβ1基因、TGFβRⅠ基因在梅山猪各级卵泡中的表达量均极显著高于杜洛克(P0.01)。研究提示,TGFβ-SMAD基因可能参与卵泡发育过程。     

BMP15促进牛颗粒细胞FSH受体表达并调控其激素分泌

<正>1前言骨形态发生蛋白-15(BMP-15)是转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员。在卵巢中,BMP15是卵母细胞特异的衍生因子,可以与卵巢产生的GDF9共同作用,以自分泌或旁分泌的形式影响优势卵泡的发育及卵母细胞的生长,是对于雌     

绵羊卵泡发育过程中关键信号通路研究进展

卵泡从原始卵泡发育为成熟卵泡，直至排卵、黄体发育等过程都受到精密的调控，产生大量的优势卵泡是绵羊产多羔及实现快速扩繁的关键因素。研究发现，相关信号通路和转录因子通过影响绵羊卵泡中卵母细胞、颗粒细胞的生长，进而调控卵泡的发育成熟，对这些信号通路进行深入了解，有助于探索卵泡发育的调控机制，早日实现绵羊高效繁育。Notch是卵泡发育过程中发挥重要作用的高度保守信号通路，PI3K/AKT/mTOR信号通路各成员都是广泛存在于细胞内的信号转导分子，在卵泡发育早期发挥了主要作用，还有间隙连接（gap junction，GJ）和跨带突触（transzonal projections，TZPs）等物理连接方式，在细胞间的交流通讯起到重要作用。作者详细介绍了Notch信号通路、PI3K/AKT/mTOR信号通路、间隙连接及跨带突触的结构功能在绵羊卵泡发育中的调控作用，为进一步探明绵羊卵泡发育的调控机制提供参考。     

EDA基因及其信号通路在动物皮肤毛囊发育中作用研究进展

EDA基因的突变会引起多种外胚层附属物的减少或是缺乏,像头发、牙齿、汗腺、皮脂腺和乳腺等外胚层附属物的生长发育,都需要EDA的参与。EDA信号通路在多种类型毛囊的发生、毛干的形成和皮脂腺的形态发生中发挥作用,它可控制胚胎上皮细胞的命运,调控毛囊细胞的分化过程。作者简述了EDA基因及其信号通路与动物毛囊发育的关系,介绍了EDA基因的功能和蛋白分子结构,以及它主要的两种转录体EDA1和EDA2的功能与作用机制,EDA1-EDAR系统在皮肤衍生结构的发育中发挥主要作用,EDA1和EDAR的突变均会导致HED。阐述了EDA基因信号通路调控毛囊组织生长发育机理以及与多个信号通路的关联,EDA信号可控制毛囊生长期到退行期的转换,对毛囊循环周期中退行期毛囊角质细胞的细胞凋亡起调控作用。EDA-EDAR系统是对皮肤附属器官发育有重要作用的Wnt信号通路的一个重要的效应器,其紧接着出现在Wnt诱导信号的下游。它依靠下游的NF-κB通路的活动来调控靶基因,通过刺激NF-κB调整Wnt、SHH、FGF、和TGF-β信号通路的效应器和抑制因子的转录来发挥作用,调控上皮细胞和间充质细胞还包括组织内的相互作用。结论认为EDA信号通路参与毛囊细胞的发育与分化调控,对动物毛囊生长发育起重要影响作用。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制

机体内生理活动程序化的有序运行均依赖于不同信号传导通路之间的相互协调,其中Wnt(名称来源于果蝇无翅基因Wingless和小鼠致癌基因int-1)信号通路受到学者们的广泛关注,已经成为分子生物学和细胞生物学领域的研究热点。本文研究了Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在哺乳动物子宫发育中的调控作用及其机制,综述了糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、结肠腺瘤样息肉基因(APC)、支架蛋白(Axin)和成骨细胞抑制因子(Dkk)对Wnt/β-catenin信号通路的调控机制及Wnt/β-catenin信号通路的核内激活,旨在进一步揭示子宫内调节机制,并为子宫疾病的治疗提供借鉴。     

TGF-β家族成员调控家禽卵泡发育的研究进展及展望

与哺乳动物不同,家禽的卵泡发育无明显发情周期,其卵泡发育遵循严格的等级发育体系。禽类卵泡的等级发育是一个复杂的调节过程,受卵泡细胞内外的内分泌激素、自分泌/旁分泌因子的共同调节。促卵泡刺激素(Follicle stimulating hormone,FSH)和促黄体激素(Luteinizing hormone,LH)在调控卵泡发育、卵母细胞成熟和排卵中起着重要的作用。此外,局部产生的生长因子如转化生长因子β超家族(Transforming growth factor superfamily,TGF-β)成员,包括抗缪勒氏激素(Anti-Müllerian hormone,AMH)、骨形态蛋白家族(Bone morphogenetic proteins,BMPs)、抑制素(Inhibin)和激活素(Activin)等,与促性腺激素一起协同调控卵泡的生长发育、卵母细胞的成熟等过程。文章综述了TGF-β家族成员,包括AMH、BMPs、抑制素、激活素在家禽卵泡发育中的作用及其未来的研究方向。     

苏博美利奴羊毛囊发育不同时期ncRNA调控网络的构建

为探索苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，本研究通过挖掘苏博美利奴羊皮肤组织样本不同时期转录组数据，利用生物信息学方法构建lncRNA-miRNA-mRNA分子调控网络。结果表明：不同时期mRNA与lncRNA及miRNA具有复杂的网络连接。通过GO富集分析发现靶基因主要参与细胞增殖调控、凋亡过程及毛囊形态发生等生物学过程；参与细胞外空间、细胞外泌体、转录因子复合体、质膜的整体成分等细胞组分；参与转录因子活性、结构分子活性、细胞外基质结构组成等分子功能。通过KEGG通路分析发现差异的靶基因主要参与TGF-beta信号通路、癌症途径、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用等多种途径。筛选寻找调控网络中的关键基因，发现G2 vs.G1组中miR-133、miR-433-5p的靶基因TGFβ2和NOTCH1参与毛囊形态发生（GO:0031069）的生物学过程，因此TGFβ2和NOTCH1为毛囊发育的关键基因。通过构建苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，解析毛囊发生发育的分子调控机制，从转录组学层面对毛囊生长发育进行探讨，能够对苏博...     

miRNA调节卵泡颗粒细胞凋亡及其机制的研究进展

微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类内源性非编码RNA,具有广泛的基因表达调控作用,可以在转录后水平通过影响靶基因来调控相应蛋白质的表达,进而调节细胞的生命活动。miRNA在哺乳动物卵泡颗粒细胞中表达,并调控颗粒细胞的凋亡。颗粒细胞作为卵巢卵泡中数量最多的细胞群,在卵泡发育过程中起着至关重要的作用,不仅为卵母细胞提供营养物质,还调控其发育和成熟。颗粒细胞凋亡是导致卵泡闭锁的重要原因,影响卵泡的数量和质量从而影响雌性动物的繁殖性能。颗粒细胞凋亡过程受多种因素的调控。文章简述了miRNA对卵巢颗粒细胞凋亡的调控作用及其机制,其中包括miRNA通过调控激素分泌和细胞凋亡相关因子的表达进而调节颗粒细胞的凋亡,miRNA对颗粒细胞凋亡相关信号通路的影响,miRNA调控颗粒细胞凋亡导致的卵巢相关疾病,并总结了对颗粒细胞凋亡有调控作用的miRNA,以及miRNA在疾病诊断和治疗中的潜在作用,以期为后续相关卵巢疾病的发病机制和治疗方案研究,以及提高雌性哺乳动物生殖性能提供指导和参考。     

成黑色素细胞生成过程中信号调节的研究进展

动物体内的黑色素细胞合成了黑色素从而决定其肤色和毛色。全身各处的黑色素细胞有2种来源:①由神经管上皮细胞分化而来的视网膜色素上皮细胞;②由神经嵴细胞在胚胎发育早期分化为成黑色素细胞进而发育成熟为黑色素细胞从而行使其功能。通过对小鼠和人类的发育遗传学研究,结果表明神经嵴细胞衍生的黑色素细胞的发育分化是一个非常复杂的过程,受到多重信号因子的调控。其中影响黑色素细胞发育过程的转录因子有SOX10、MITF和PAX3,信号通路有KIT及其配体KITL信号通路、WNT/β-catenin信号通路、EDN3及其受体EDNRB信号通路。MITF被认为是黑色素细胞发育过程中非常关键的调控因子,而3条通路也被认为与神经嵴细胞来源的黑色素细胞的发育有极为密切的关系且能调节MITF功能及其活性。作者总结了这个领域的研究进展并指出早期神经嵴细胞的发育调控可能是乌骨鸡和乌骨绵羊乌质性状形成的根本原因。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物毛囊发育中的调控作用

毛囊是哺乳动物皮肤上重要附属结构,是控制被毛生长最重要的器官。毛囊发育主要包括毛囊形态发生以及毛囊再生。Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路在毛囊发育中起重要作用,引起学者及研究机构的广泛关注。本文综述了Wnt/β-catenin信号通路调节机制和核内激活,Wnt/β-catenin对毛囊形态发生和毛囊再生的调控作用以及成骨细胞抑制因子(Dkk)和营养物质对毛囊发育的调控作用。为Wnt/β-catenin信号通路调控哺乳动物毛囊发育的研究提供借鉴。