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产蛋间隔前期鸽卵泡转录组比较分析揭示卵泡发育相关基因

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畜牧兽医学报 2024年

作者：陈静吴薛蓓苗冬枝张弛郭振玉王莹扬州大学动物科学与技术学院

旨在对产蛋间隔前期母鸽卵泡颗粒细胞（GC）层进行高通量测序，筛选出与鸽卵泡发育和选择相关的关键基因。本研究选择了80对12月龄产蛋规律、体重相近的白羽王鸽为研究对象，在产蛋间隔第1天（LI1）和第3天（LI3）分别选择3只母鸽，采... 详细信息

旨在对产蛋间隔前期母鸽卵泡颗粒细胞（GC）层进行高通量测序，筛选出与鸽卵泡发育和选择相关的关键基因。本研究选择了80对12月龄产蛋规律、体重相近的白羽王鸽为研究对象，在产蛋间隔第1天（LI1）和第3天（LI3）分别选择3只母鸽，采集F1和SF1卵泡GC层，并利用RNA-seq进行转录组分析，筛选L1F1/L1SF1、L3F1/L3SF1、L1F1/L3F1和L1SF1/L3SF1组，4组间差异表达基因（DEGs），对DEGs进行GO功能注释和KEGG通路富集分析，通过STRING数据库进行蛋白质互作（PPI）网络分析并使用Cytoscape软件进行可视化处理筛选关键基因，各组随机选择5个DEGs进行RT-qPCR验证转录组的可靠性。在4组比对中分别获得77、2 736、5 698和3 864个DEGs。GO分析显示，4组DEGs都主要富集GO条目为细胞过程、细胞解剖实体和连接。KEGG通路富集分析显示，L1F1/L1SF1组和L3F1/L3SF1组DEGs均显著富集在类固醇激素生物合成和卵巢类固醇合成等信号通路，L1F1/L3F1组和L1SF1/L3SF1组DEGs均显著富集在糖胺聚糖降解、突触囊泡周期和氧化磷酸化等信号通路。进一步地，进行PPI网络分析并筛选与卵泡发育和选择密切相关的DEGs。各组随机选择5个DEGs进行RT-qPCR验证，表达趋势与测序结果一致。本研究利用RNA-seq技术筛选到与鸽卵泡发育和选择相关的关键基因——EEF2、DDX5、PLK2、IGF2R、LHCGR、HSD3B1、CYP19A1和StAR，为进一步探究鸽卵泡发育和选择的分子调控机制提供了理论依据。

关键词：鸽产蛋间隔卵泡发育转录组

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细胞自噬对动物卵泡发育调控的研究进展

中国畜牧兽医 2022年第11期49卷 4335-4345页

作者：董书餐侯碧巍邹娴李耀坤刘德武孙宝丽郭勇庆邓铭柳广斌华南农业大学动物科学学院广州510642 广东省农业科学院动物科学研究所畜禽育种国家重点实验室广东省畜禽育种与营养研究重点实验室广州510640

卵泡是雌性哺乳动物发挥其繁殖能力的基础,其发育是一个动态的过程,主要涉及原始卵泡的形成、卵泡的募集、优势卵泡的选择、成熟卵泡的排卵以及排卵后卵泡的黄体化。卵泡发育的整个过程受内分泌系统、细胞自噬、细胞凋亡等的调控。自噬... 详细信息

卵泡是雌性哺乳动物发挥其繁殖能力的基础,其发育是一个动态的过程,主要涉及原始卵泡的形成、卵泡的募集、优势卵泡的选择、成熟卵泡的排卵以及排卵后卵泡的黄体化。卵泡发育的整个过程受内分泌系统、细胞自噬、细胞凋亡等的调控。自噬是一种进化上保守的应激反应过程,通过将细胞内物质包裹形成自噬体并传递到溶酶体中进行降解,以帮助细胞维持胞内物质代谢平衡,其在卵泡发育的过程中发挥着重要作用,一方面它能够通过降解或回收受损的蛋白质或有害代谢产物缓解应激造成的卵泡损伤,另一方面它又通过产生大量自噬体导致细胞器过度降解而引起卵泡闭锁。自噬对卵泡发育的调控需要PI3K-Akt-mTOR、MAPK-ULK1、ERK1/2、Sirt1-FOXO1-Atg7等多种经典信号通路的参与,这些信号通路在激素、氧化应激、细胞饥饿等的刺激下,通过独立作用或相互作用促进或抑制自噬调控卵泡细胞的生理活动。目前已知不同的自噬水平对卵泡细胞的存活具有不同作用,但关于决定细胞能否存活的自噬水平的研究还比较少。此外,自噬对卵泡发育调控的研究主要集中在颗粒细胞中,而对卵母细胞的成熟和卵泡膜细胞的作用的报道较少。文章简述了自噬在卵巢储备的形成、生长卵泡的发育、黄体的形成和退化及卵泡闭锁中的作用,并分析了一些常见的化工产品和应激诱导的自噬对卵泡发育的影响,以期为全面了解自噬在卵泡发育中的调控作用提供一定的参考。

关键词：自噬卵巢卵泡发育颗粒细胞

褪黑激素埋植剂对发情期水貂卵巢形态、卵泡发育及血清主要生殖激素的影响

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畜牧与兽医 2023年第4期55卷 7-13页

作者：宫洪杰毕晓燕崔凯高惠马泽芳青岛农业大学动物科技学院山东青岛266109 山东省乳山市夏村镇畜牧兽医站山东乳山264500

旨在探讨褪黑激素(MLT)埋植剂埋植239 d对发情期水貂卵巢形态和卵泡发育及血清主要生殖激素的影响。试验分为对照组和试验组(MLT埋植剂18 mg/只埋植239 d),每组水貂各4只。分别采集卵巢和血清,用游标卡尺测量长、宽、厚,计算体积并称重... 详细信息

旨在探讨褪黑激素(MLT)埋植剂埋植239 d对发情期水貂卵巢形态和卵泡发育及血清主要生殖激素的影响。试验分为对照组和试验组(MLT埋植剂18 mg/只埋植239 d),每组水貂各4只。分别采集卵巢和血清,用游标卡尺测量长、宽、厚,计算体积并称重,制备卵巢石蜡切片,用光学显微镜测量各级卵泡和卵母细胞直径及透明带厚度,用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定血清主要生殖激素含量。结果表明:试验组卵巢长、宽、厚及重量均显著增大(P卵泡及其卵母细胞的直径、三级卵泡直径显著增大(P卵泡阶段差异显著(P卵泡素(FSH)、促黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)和孕酮(P4)含量差异均不显著(P>0.05)。由此得出,水貂于7月初埋植MLT埋植剂(18 mg/只)239 d对发情期水貂卵巢的重量和体积及原始卵泡和三级卵泡的提前发育均有促进作用;对血清FSH、LH、E2和P4含量没有影响。

关键词：水貂褪黑激素卵巢形态学卵泡发育生殖激素

基于Kisspeptin/GPR54系统探讨七子益肾理冲汤对多囊卵巢综合征模型大鼠卵泡发育的影响

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中医杂志 2023年第6期64卷 609-615页

作者：付学美孙天琳史梅莹陆义芹汤玲北京中医药大学东直门医院北京市100700 北京市第一中西医结合医院中国中医科学院望京医院

目的探讨七子益肾理冲汤对多囊卵巢综合征(PCOS)卵泡发育的影响及可能作用机制。方法将17只动情规律雌性SD大鼠随机分为空白组5只、模型组6只、七子益肾理冲汤组6只。模型组及七子益肾理冲汤组大鼠每日予来曲唑-羧甲基纤维素混悬液1 mg/... 详细信息

目的探讨七子益肾理冲汤对多囊卵巢综合征(PCOS)卵泡发育的影响及可能作用机制。方法将17只动情规律雌性SD大鼠随机分为空白组5只、模型组6只、七子益肾理冲汤组6只。模型组及七子益肾理冲汤组大鼠每日予来曲唑-羧甲基纤维素混悬液1 mg/(kg·d)连续灌胃21天构建PCOS大鼠模型。第22天开始,七子益肾理冲汤组以七子益肾理冲汤34.02 g/(kg·d)灌胃,每日1剂,空白组、模型组以10 ml/(kg·d)无菌饮用水灌胃。15天后比较各组大鼠体质量、卵巢系数,体视显微镜观察各组大鼠卵巢外观,HE染色观察各组大鼠卵巢组织形态学改变,放射免疫法检测各组大鼠血清激素卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)、睾酮(T)、孕激素(P)水平、抗苗勒管激素(AMH)、抑制素B(INHB)水平,Western blot法检测下丘脑及卵巢Kisspeptin(Kp)、G蛋白偶联受体54(GPR54)、细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)蛋白表达水平。结果各组大鼠的体质量、卵巢系数比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。与空白组比较,模型组大鼠卵巢外观较苍白,囊状扩张卵泡及闭锁卵泡增加,卵泡颗粒细胞层变薄;血清FSH、LH、AMH水平,下丘脑及卵巢Kp、GPR54、ERK1/2蛋白表达显著升高(P卵泡减少,卵泡颗粒细胞层增加,出现近成熟卵泡,可见少量黄体;大鼠血清FSH、LH、AMH水平,下丘脑、卵巢Kp、GPR54蛋白表达显著下降,下丘脑ERK1/2蛋白表达显著下降(P卵泡发育,其机制可能是通过激活Kp/GPR54系统,调节下游ERK信号通路,进而调控下丘脑-垂体-卵巢轴,改善激素水平,发挥调节卵巢功能、促进卵泡发育的作用。

关键词：多囊卵巢综合征卵泡发育七子益肾理冲汤 Kisspeptin G蛋白偶联受体54 性激素

催乳素及血管抑制素对哺乳动物卵泡发育的调控作用研究进展

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中国畜牧杂志 2022年第10期58卷 107-113页

作者：谢社风高凤磊李菊韩贝贝李承德卫恒习华南农业大学动物科学学院国家生猪种业工程技术研究中心广东省农业动物基因组学与分子育种重点实验室广东广州510642 广东农工商职业技术学院热带农林学院广东广州510507 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

哺乳动物卵泡发育主要受到卵巢轴生殖激素的调控。催乳素(PRL)作为经典的生殖激素可通过内分泌途径调控卵泡发育,也可以作为细胞因子对卵泡发育起局部调控作用。高水平的PRL能够抑制促性腺激素释放激素(GnRH)和黄体生成素(LH)等激素分泌... 详细信息

哺乳动物卵泡发育主要受到卵巢轴生殖激素的调控。催乳素(PRL)作为经典的生殖激素可通过内分泌途径调控卵泡发育,也可以作为细胞因子对卵泡发育起局部调控作用。高水平的PRL能够抑制促性腺激素释放激素(GnRH)和黄体生成素(LH)等激素分泌,从而抑制卵泡发育。近期研究表明,PRL具有促进血管发生的功能,对有腔卵泡发育具有促进作用;而PRL经组织蛋白酶(CTSD、BMP-1和MMPs)裂解可产生血管抑制素(Vi),PRL/Vi的相对水平对血管发生起到重要影响。本文主要对PRL及Vi的结构、分泌、作用机制及其在哺乳动物卵泡发育过程中可能的调节作用进行综述,可为探究动物卵泡发育的调控机制提供参考。

关键词：催乳素卵泡发育血管发生血管抑制素

Fosl2通过调节雌二醇合成控制小鼠促性腺激素依赖期卵泡发育

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Fosl2通过调节雌二醇合成控制小鼠促性腺激素依赖期卵泡发育

作者：吴子安华中农业大学

学位级别：硕士

卵泡是卵巢的基本功能单位,由卵母细胞和颗粒细胞组成。卵泡的发育可以分为促性腺激素不依赖期和促性腺激素依赖期。其中促性腺激素依赖期卵泡发育包括卵泡腔扩张和卵泡成熟。在该阶段,卵泡雌二醇的分泌对于调控雌性动物发情周期的更替... 详细信息

卵泡是卵巢的基本功能单位,由卵母细胞和颗粒细胞组成。卵泡的发育可以分为促性腺激素不依赖期和促性腺激素依赖期。其中促性腺激素依赖期卵泡发育包括卵泡腔扩张和卵泡成熟。在该阶段,卵泡雌二醇的分泌对于调控雌性动物发情周期的更替,第二性征的维持具有重要的生理意义。转录因子Fos样抗原2(Fosl2)是活化蛋白1(AP-1)转录家族的一员,在调节生长、发育与免疫反应等生命活动中发挥着重要的作用。Fosl2在卵泡颗粒细胞中表达,但目前尚不清楚其在卵泡发育过程中的功能。本研究先在细胞水平对其功能进行探索,然后利用体外卵泡培养技术,进行组织水平功能验证,最后利用生物信息学预测Fosl2的靶基因初步探索Fosl2的作用机制。主要研究结果如下:1、首先在mRNA水平检测小鼠Fosl2的组织表达规律,发现Fosl2在卵巢中表达最高。并检测了在卵泡发育过程中的激活情况,结果显示Fosl2在卵巢中的表达受到促性腺激素的诱导;2、在细胞水平,利用RNA干扰技术敲低颗粒细胞中Fosl2的表达,结果显示敲低Fosl2导致细胞增殖率降低,颗粒细胞凋亡率升高;3、在组织水平,利用RNA干扰技术敲低卵泡组织中Fosl2的表达,结果显示敲低Fosl2导致促性腺激素依赖期卵泡的体积下降,卵泡的腔面积占比显著降低;4、通过JASPAR与GTRD数据库对Fosl2与促性腺激素依赖期卵泡发育相关基因的结合位点进行预测,并进行验证,发现Fosl2通过调节CYP11A1、STAR、FSHR和LHCGR等基因的表达调控雌二醇合成,进而导致了卵泡发育被阻滞在促性腺激素依赖期。综上所述,本研究发现转录因子Fosl2在卵泡发育过程中发挥着至关重要的功能。Fosl2受到促性腺激素诱导,在卵泡颗粒细胞中通过调控CYP11A1等基因的表达从而调节雌二醇合成,是促性腺激素依赖期卵泡发育过程中必不可少的转录因子。

关键词： Fosl2 卵泡发育颗粒细胞雌二醇促性腺激素依赖期卵泡

哺乳动物卵泡发育过程中组蛋白甲基化修饰的研究进展

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生理学报 2021年第6期73卷 980-990页

作者：张春娇王超中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室北京100094

卵泡的正常发育涉及有序的基因转录激活和抑制等一系列复杂的生命过程,对雌性获得生殖能力至关重要。组蛋白甲基化修饰可以改变细胞内染色质的状态,影响基因的转录活性。现阶段的研究表明,组蛋白甲基化等表观遗传学修饰在雌性哺乳动物... 详细信息

卵泡的正常发育涉及有序的基因转录激活和抑制等一系列复杂的生命过程,对雌性获得生殖能力至关重要。组蛋白甲基化修饰可以改变细胞内染色质的状态,影响基因的转录活性。现阶段的研究表明,组蛋白甲基化等表观遗传学修饰在雌性哺乳动物卵泡发育的过程中发挥了重要的调控作用。本文总结了组蛋白赖氨酸甲基化(H3K4及H3K9)等甲基化修饰与生殖细胞发育的关系及作用机制,包括其在卵泡发育过程中的有序动态变化规律,以及H3K4me3等通过结合在不同基因启动子区来调控其表达,进而影响生殖细胞表观遗传学重编程、卵母细胞转录和减数分裂等过程的进展。本综述将为开展与组蛋白甲基化修饰与性腺中实质细胞发育和成熟相关机制研究提供参考。

关键词：表观遗传学组蛋白甲基化卵泡发育

内质网自噬受体CCPG1在小鼠卵泡发育过程中的作用及机制研究

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内质网自噬受体CCPG1在小鼠卵泡发育过程中的作用及机制研究

作者：李慧铎宁夏医科大学

学位级别：硕士

目的本研究主要应用内质网应激及未折叠蛋白反应诱导剂衣霉素干预小鼠,进而构建卵巢早衰模型,并应用形态学、细胞生物学和相关分子生物学实验方法,探究内质网自噬受体CCPG1在卵泡发育及闭锁过程中的作用及机制,并阐明内质网应激、内质... 详细信息

目的本研究主要应用内质网应激及未折叠蛋白反应诱导剂衣霉素干预小鼠,进而构建卵巢早衰模型,并应用形态学、细胞生物学和相关分子生物学实验方法,探究内质网自噬受体CCPG1在卵泡发育及闭锁过程中的作用及机制,并阐明内质网应激、内质网未折叠蛋白反应与内质网自噬受体CCPG1之间的相互作用。方法通过前期预实验及参考文献,21日龄雌性ICR小鼠腹腔一次性注射衣霉素24h后取卵巢,应用HE、western blot和透射电镜等实验方法,探究小鼠卵巢早衰模型是否成功建立,同时检测自噬和凋亡蛋白变化。体外实验,应用衣霉素干预卵巢颗粒细胞,western blot、IF和流式细胞术等实验方法,检测内质网应激及未折叠蛋白反应相关转录因子、自噬和凋亡的相关蛋白变化;应用RNAi、慢病毒感染、CHIP-seq和Co-IP等实验方法,探究CCPG1和内质网应激及未折叠蛋白反应、自噬的分子机制;通过蛋白组测序筛选靶蛋白,进行western blot检测,进一步探究CCPG1表达异常导致细胞坏死性凋亡的相关机制。结果体内实验:1.HE结果显示,5μg/g的衣霉素导致卵泡闭锁及卵巢早衰。2.透射电镜结果显示,21日龄小鼠在最佳给药浓度5μg/g干预24 h后,小鼠卵巢中各级卵泡都发生了明显的闭锁,卵泡内颗粒细胞大量死亡。3.western blot结果显示,卵巢组织中内质网应激及未折叠蛋白反应相关转录因子(CHOP、XBP1)和自噬(LC3)的相关蛋白表达都发生明显升高;同时比较了自然衰老情况下的卵巢中相关蛋白表达,发现与内质网应激诱导的卵泡闭锁的模型一致。体外实验:1.衣霉素处理细胞后,western blot、IF和流式细胞术结果显示,内质网应激及未折叠蛋白反应相关转录因子(ATF4、CHOP、XBP1)表达升高,并发生转核;同时内质网自噬(LC3)表达升高,细胞发生凋亡(Cleaved-caspase-3)。2.衣霉素处理后,应用RNAi方法下调ATF4蛋白表达,western blot与IF结果显示,ATF4、CCPG1和MAP1LC3蛋白表达变化具有相关性;CHIP-seq结果显示,ATF4入核后调控LC3a的基因表达;Co-IP结果显示,LC3 a和CCPG1相互作用。3.应用RNAi和慢病毒感染改变CCPG1蛋白表达,western blot和IF结果显示,内质网应激和自噬相关蛋白表达都受影响,同时转录因子不入核;流式细胞术结果显示,细胞凋亡增多;蛋白聚集小体检测发现,错误折叠的蛋白未能降解,在细胞内发生聚集。4.应用RNAi方法下调CCPG1蛋白表达后,蛋白组测序结果显示,细胞不仅发生凋亡还发生坏死性凋亡,并筛选出了STAT1和STAT3参与CCPG1调节的细胞坏死性凋亡。同时western blot结果显示,CCPG1表达水平变化后坏死性凋亡相关蛋白表达显著升高。5.应用RNAi方法下调CCPG1蛋白表达,通过STAT1和STAT3的抑制剂处理,发现STAT1和STAT3对坏死性凋亡的调控具有协同作用;免疫荧光结果显示,STAT1和STAT3不入核;分别使用STAT1和RIPK1的抗体进行Co-IP,结果显示:STAT1和CCPG1具有直接相互作用,RIPK1和STAT1和STAT3具有直接相互作用。6.衣霉素处理细胞后,western blot结果显示,坏死性凋亡蛋白(p-RIPK3、p-MLKL)显著降低;内质网应激抑制剂处理后,坏死性凋亡蛋白(p-RIPK3、p-MLKL)显著升高。结论1.内质网应激诱导的细胞凋亡参与卵泡闭锁,且通过ATF4-MAP1LC3A-CCPG1信号通路把内质网应激和内质网自噬连接起来,而内质网应激过程中激活的内质网自噬抗内质网应激诱导的卵泡闭锁。2.CCPG1是维持卵泡发育的关键蛋白,CCPG1表达的升高和降低,都会导致颗粒细胞蛋白稳态异常,进而引起颗粒细胞坏死性凋亡,并通过STAT1和STAT3协同调控颗粒细胞坏死性凋亡。

关键词：卵泡发育内质网应激 CCPG1 内质网自噬凋亡坏死性凋亡

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家禽卵泡发育与调控机制研究进展

中国家禽 2021年第5期43卷 1-7页

作者：张俊楠孙志华徐桂云中国农业大学动物科技学院北京100193 全国畜牧总站北京100125

禽蛋的主要营养都集中在蛋黄,而蛋黄在禽类体内由卵泡发育而来,形成过程分为多个阶段,主要包括前期卵母细胞的激活以及后期的卵黄快速沉积。从卵母细胞到成熟卵泡的发育过程中,需要吸收大量卵黄蛋白原(VTG)和极低密度脂蛋白(VLDL)等营... 详细信息

禽蛋的主要营养都集中在蛋黄,而蛋黄在禽类体内由卵泡发育而来,形成过程分为多个阶段,主要包括前期卵母细胞的激活以及后期的卵黄快速沉积。从卵母细胞到成熟卵泡的发育过程中,需要吸收大量卵黄蛋白原(VTG)和极低密度脂蛋白(VLDL)等营养物质,以保障卵泡的正常发育,期间主要受到性腺激素、日粮以及相关通路的调节。文章阐述了家禽卵泡的发育过程、营养物质沉积、发育影响因素以及主要调控通路,为改善家禽生产性能奠定理论基础。

关键词：家禽卵泡发育营养物质调节通路