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MEI1基因可变剪切事件对蒙古马精子生成的调控作用

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畜牧兽医学报 2022年第4期53卷 1096-1108页

作者：崔迎迎芒来李蓓特日格乐赵一萍任秀娟宋连杰苏少锋内蒙古农业大学动物科学学院内蒙古自治区马属动物遗传育种与繁殖学重点实验室呼和浩特010018 承德市农林科学院承德067000 内蒙古自治区农牧业科学院呼和浩特010031

旨在探索发生可变剪切事件的MEI1基因对蒙古马精子生成的调控作用,实现利用分子调控技术提高马的精子数量和精液品质,有效提高繁殖效率,降低生产成本,加快遗传进展,促进种群繁衍。本研究以两岁蒙古马的睾丸支持细胞(SC)作为研究对象,构... 详细信息

旨在探索发生可变剪切事件的MEI1基因对蒙古马精子生成的调控作用,实现利用分子调控技术提高马的精子数量和精液品质,有效提高繁殖效率,降低生产成本,加快遗传进展,促进种群繁衍。本研究以两岁蒙古马的睾丸支持细胞(SC)作为研究对象,构建未发生外显子跳跃(exon skip,ES)事件的MEI1-1-pIRES2-EGFP重组质粒和发生ES事件的MEI1-2-pIRES2-Dsred重组质粒,并分别转染睾丸支持细胞;每组3个重复,分别在转染0、24、48、72 h时用CCK-8检测转染细胞的增殖及活性;G418抗生素筛选转染细胞;收集转染细胞并提取总RNA,经反转录后qRT-PCR检测减数分裂相关基因在两种细胞中的差异表达情况等。成功构建了MEI1-1-pIRES2-EGFP载体和MEI1-2-pIRES2-Dsred载体,经琼脂糖凝胶电泳和测序试验检测到载体构建成功并绘制重组质粒质谱图;CCK-8检测发现转染两种质粒的细胞在转染48 h时细胞活性最高、增殖情况最好且MEI1-2-pIRES2-Dsred转染的细胞活性最高;经G418筛选转染细胞发现转染效率增加;检测结果发现,减数分裂通路部分基因(BUB1、CUL1、CCNB1、PPP2R5C、CCNB2等)及支持细胞信号通路中调节精子发生减数分裂的部分因子(ARID4A、FSH、GDNF、Stra8、NRG1等)在两类细胞中的表达量差异显著,且均在转染MEI1-2-pIRES2-Dsred质粒的SC内表达量高。结果表明,发生ES事件的MEI1基因更有利于调控减数分裂及精子发生,为探索可变剪切事件影响蒙古马精子生成调控机制奠定了理论基础。

关键词：蒙古马 MEI1基因可变剪切精子生成

基因的可变剪接对哺乳动物精子生成作用的研究进展

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黑龙江畜牧兽医 2023年第1期 27-31,126页

作者：宋代玲翁雅娟特日格乐王国庆芒来李蓓内蒙古农业大学动物科学学院内蒙古自治区马属动物遗传育种与繁殖学重点实验室呼和浩特010018

可变剪接作为一种提高基因组复杂性的机制,在调节基因功能多样性和表型变异中发挥着非常重要的作用。可变剪接事件的顺利进行能够调控并促进正常精子的生成,有利于动物的繁殖。文章重点介绍了可变剪接对哺乳动物精子生成的调控作用,并... 详细信息

可变剪接作为一种提高基因组复杂性的机制,在调节基因功能多样性和表型变异中发挥着非常重要的作用。可变剪接事件的顺利进行能够调控并促进正常精子的生成,有利于动物的繁殖。文章重点介绍了可变剪接对哺乳动物精子生成的调控作用,并进行了总结展望,旨在为强化育种改良提供新的思路。

关键词：可变剪接繁殖睾丸精子生成畜牧业

MEI1基因不同可变剪接事件对蒙古马精子生成的调控作用

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MEI1基因不同可变剪接事件对蒙古马精子生成的调控作用

作者：宋代玲内蒙古农业大学

学位级别：硕士

蒙古马具有抗严寒、耐粗饲、可散养、耐力好、能适应恶劣的气候和粗放的饲养条件,以及抗病力强和合群性强等特点。MEI1基因能够参与减数分裂周期,是正常减数分裂染色体联会所必需的。本课题组前期研究发现MEI1基因的可变剪接方式能够促... 详细信息

蒙古马具有抗严寒、耐粗饲、可散养、耐力好、能适应恶劣的气候和粗放的饲养条件,以及抗病力强和合群性强等特点。MEI1基因能够参与减数分裂周期,是正常减数分裂染色体联会所必需的。本课题组前期研究发现MEI1基因的可变剪接方式能够促进蒙古马精子生成。为研究MEI1基因不同可变剪接事件对蒙古马精子生成的调控作用,本试验首先检测MEI1基因在睾丸支持细胞中的定位情况,对发生两种可变剪接事件的MEI1基因进行高级结构预测;其次构建MEI1基因发生MXE事件和发生SE事件的两种过表达慢病毒载体,将其感染第三代睾丸支持细胞,CCK-8检测感染细胞的增殖及活性,q RT-PCR检测精子生成相关基因在发生MXE和SE事件的两类支持细胞中的差异表达情况,最后采用转录组学和代谢组学筛选和注释发生MXE和SE事件的两类支持细胞中的差异基因和差异代谢物。研究结果如下:1.培养了第三代蒙古马睾丸支持细胞,采用细胞免疫荧光技术成功检测MEI1基因在支持细胞中的定位情况,并对发生两种可变剪接事件的MEI1基因进行高级结构预测,发现可变剪接事件能够改变MEI1蛋白的结构。2.构建MEI1基因发生MXE和SE事件的两种过表达慢病毒载体,成功感染第三代睾丸支持细胞,CCK-8检测病毒感染细胞0 h、24 h、48 h和72 h时细胞的增殖及活性情况,发现发生MXE事件的支持细胞活性高于发生SE事件的支持细胞,且两种细胞的活性都在72 h时达到最高。利用q RT-PCR检测精子生成相关基因在两类细胞中的差异表达情况,发现CUL1、SMC1B、MAPK3、NRG1和ARID4B基因在MEI1(MXE)in p GWLV12(mcherry)感染的支持细胞中表达量高,MEI1、CCNE1、GDNF、ESPL1和PLK1基因在MEI1(SE)in p GWLV10-BFP感染的支持细胞中表达量高。说明不同可变剪接事件的发生影响基因的表达,进而影响精子生成。SE事件的发生促进目的基因MEI1的表达。3.采用RNA-Seq技术和代谢组学测序技术对感染MEI1(MXE)in p GWLV12(mcherry)和MEI1(SE)in p GWLV10-BFP两种过表达慢病毒载体的支持细胞中的差异基因和差异代谢物进行筛选,并对其进行GO和KEGG富集分析及转录组和代谢组的联合分析。共得到193个差异表达基因和11360种差异代谢物,其中包含MEI1基因在内的109个上调基因和84个下调基因,7494个上调代谢物和3866个下调代谢物。差异基因主要富集在细胞因子与受体相互作用、钙信号通路和脂肪酸生物合成等多条精子生成和细胞增殖有关的通路。其中IL31RA、ATP2B3、CASQ2等基因在SE事件中表达量高,IL11、PRLR、CCR7等基因在MXE事件中表达量高。差异代谢物主要富集在代谢途径、柠檬酸循环、叶酸生物合成和甲状腺激素合成等多条与精子发生有关的通路。叶酸和精胺等在SE事件中表达量高,柠檬酸和谷胱甘肽等在MXE事件中表达量高。转录组和代谢组联合分析发现差异基因和差异代谢物共同富集到代谢途径、甲状腺激素合成、c AMP信号通路和脂肪酸代谢等与精子生成相关通路。说明MEI1基因发生MXE和SE事件都能促进精子生成相关信号通路的活性,基因通过调控代谢物的表达进而影响精子生成过程。以上研究结果表明MEI1基因发生MXE和SE事件均能促进精子生成相关基因和代谢物的表达,基因通过调控代谢物的表达进而影响精子生成过程。本研究结果为探索不同可变剪接事件对蒙古马精子生成的调控机制奠定了理论基础,实现利用分子育种技术提高马的精液品质和精子数量,进而有效提高马的繁殖率,加快遗传进展,促进种群繁衍。

关键词： MEI1基因可变剪接外显子跳跃外显子互斥精子生成

由二维到三维——睾丸发育及精子生成研究方法的新选择

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中华男科学杂志 2016年第3期22卷 258-263页

作者：张连栋李和程张同殿王子明西安交通大学医学院第二附属医院泌尿外科陕西西安710004

单一细胞成分的二维培养模型是研究睾丸发育及精子生成的重要方法,但由于相关细胞因子缺乏及生精小管三维构象的破坏,不能有效的模拟睾丸内环境,且较难完成完整的精子生成过程。近20年来,睾丸组织培养及睾丸移植等多种体外及体内培养模... 详细信息

单一细胞成分的二维培养模型是研究睾丸发育及精子生成的重要方法,但由于相关细胞因子缺乏及生精小管三维构象的破坏,不能有效的模拟睾丸内环境,且较难完成完整的精子生成过程。近20年来,睾丸组织培养及睾丸移植等多种体外及体内培养模型的发展及优化实现了由二维到三维的转变,睾丸内龛境结构的维持或重构及培养条件的优化可较好的模拟睾丸内微环境,睾丸间质细胞、支持细胞及生殖细胞发育过程与体内类似,其中体外模型可将细胞悬液或组织块悬浮于空气-培养基交界处,在体外即可以模拟睾丸体细胞及生殖细胞正常的发育过程;体内模型可建立供体睾丸组织与受体下丘脑-垂体的关联,为精子生成提供内分泌基础。这为研究睾丸形成及发育、睾丸功能调节等提供了重要方法,并极大的促进了男性不育症治疗理念的进展,虽然上述各种方法仍有各自的局限性,但随着细胞及组织处理、冻存、解冻、移植等技术的进步,必将促进其临床应用并有较好的转化医学前景。

关键词：睾丸发育精子生成睾丸组织培养睾丸移植二维模型三维模型

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睾丸发育和精子生成相关miRNA研究进展

遗传 2014年第7期36卷 646-654页

作者：冉茂良陈斌尹杰杨岸奇蒋明湖南农业大学动物科学技术学院长沙410128 中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室湖南省畜禽健康养殖工程技术中心农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站长沙410125 中国科学院研究生院北京100049

MicroRNA(miRNA)是一类长约22nt的非编码小RNA,广泛存在于各种生物中,调节生物体生长、发育和凋亡等过程。研究表明,miRNA在人和动物睾丸发育及精子生成等过程也起着重要的调控作用。但miRNA在不同种属的睾丸组织及其不同发育时间段均... 详细信息

MicroRNA(miRNA)是一类长约22nt的非编码小RNA,广泛存在于各种生物中,调节生物体生长、发育和凋亡等过程。研究表明,miRNA在人和动物睾丸发育及精子生成等过程也起着重要的调控作用。但miRNA在不同种属的睾丸组织及其不同发育时间段均存在特异性表达。此外,miRNA在动物精子生成过程中也存在时空特异性。文章综述了睾丸发育和精子生成过程中miRNA的差异性表达、表达调控以及一些miRNA对精子生成的调节作用,旨在为睾丸miRNA的进一步研究提供参考,为利用miRNA调控和促进种公畜精液品质提供研究思路。

关键词： miRNA 睾丸发育精子生成

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生殖细胞胞膜脂质对精子生成的影响

中华男科学杂志 2016年第5期22卷 450-454页

作者：王婷史潇全松南方医科大学南方医院生殖医学中心广东广州510515

精子生成是一个复杂的细胞分化过程,其由精原干细胞经过一系列变化形成精子。在这个过程中细胞膜结构发生重构,细胞膜通透性和流动性发生阶段特异性改变,这其中离不开生殖细胞胞膜脂质的改变。脂质是生殖细胞胞膜的重要组成成分,它的含... 详细信息

精子生成是一个复杂的细胞分化过程,其由精原干细胞经过一系列变化形成精子。在这个过程中细胞膜结构发生重构,细胞膜通透性和流动性发生阶段特异性改变,这其中离不开生殖细胞胞膜脂质的改变。脂质是生殖细胞胞膜的重要组成成分,它的含量和成分在精子生成过程中动态变化,若胞膜脂质代谢异常,可引起精子生成障碍,导致男性不育。生殖细胞胞膜脂质主要由胆固醇、磷脂和糖脂组成,它们分别在精子生成的不同阶段发挥细胞黏附、信号转导等作用,研究生殖细胞胞膜脂质对精子生成的影响有助于加深对精子生成机制的理解,为男性不育症的诊治开拓新的思路。

关键词：精子精子生成胆固醇磷脂酰肌醇硫酸半乳糖甘油酯不育

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硫酸半乳糖甘油酯在精子生成及受精中的作用

中华男科学杂志 2015年第2期21卷 175-178页

作者：史潇王婷全松南方医科大学南方医院生殖中心广东广州510515

硫酸半乳糖甘油酯(SGG)是雄性哺乳动物生殖细胞中最主要的糖脂,它选择性地高表达于雄性哺乳动物的睾丸中并参与组成精子胞膜脂质双分子层。在精子生成过程中,SGG参与初级精母细胞减数分裂,其不足或蓄积均会影响精子生成并导致不育。睾丸... 详细信息

硫酸半乳糖甘油酯(SGG)是雄性哺乳动物生殖细胞中最主要的糖脂,它选择性地高表达于雄性哺乳动物的睾丸中并参与组成精子胞膜脂质双分子层。在精子生成过程中,SGG参与初级精母细胞减数分裂,其不足或蓄积均会影响精子生成并导致不育。睾丸中SGG稳态是确保正常精子生成的前提。在受精过程中SGG参与脂筏的形成并为精卵的结合提供信号平台。另外它也通过其结合蛋白发挥精卵识别以及膜融合的作用。SGG在男性生殖领域有着较大研究价值和应用前景。

关键词：硫酸半乳糖甘油酯精子生成受精

MEI1基因可变剪切事件对蒙古马精子生成的调控作用

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MEI1基因可变剪切事件对蒙古马精子生成的调控作用

作者：崔迎迎内蒙古农业大学

学位级别：硕士

蒙古马是我国乃至全世界最著名的地方品种之一,适应性较强、抗严寒、耐粗饲,能适应恶劣的气候及粗放的饲养条件。在哺乳动物中,MEI1基因是第一个通过正向遗传学的方法确定的减数分裂特异性突变型基因,并与减数分裂同源染色体重组的形成... 详细信息

蒙古马是我国乃至全世界最著名的地方品种之一,适应性较强、抗严寒、耐粗饲,能适应恶劣的气候及粗放的饲养条件。在哺乳动物中,MEI1基因是第一个通过正向遗传学的方法确定的减数分裂特异性突变型基因,并与减数分裂同源染色体重组的形成有关。本课题组前期研究发现,性成熟后的蒙古马睾丸组织中,MEI1基因存在两种可变剪切方式(外显子跳跃——ES和外显子互斥——MEX),说明MEI1基因的可变剪切方式可能与精子生成有关。通过研究发生ES事件的MEI1基因对蒙古马精子生成的调控作用,可以实现利用分子调控技术提高蒙古马的精子数量和精液品质,不仅能够有效提高繁殖效率,降低生产成本,同时也能有效地加快遗传进展,促进种群繁衍。本试验以蒙古马睾丸支持细胞为研究对象,构建未发生ES事件的MEI1-1-pIRES2-EGFP重组质粒和发生ES事件的MEI1-2-pIRES2-dsred重组质粒并转染睾丸支持细胞,经CCK-8检测转染细胞的增殖及活性、G418抗生素筛选转染细胞、qRT-PCR方法检测减数分裂相关基因在细胞中的差异表达情况和转录组RNA-Seq等实验探究MEI1基因的可变剪切事件对蒙古马精子生成的调控作用。研究结果如下:1.成功构建了MEI1-1-pIRES2-EGFP载体和MEI1-2-pIRES2-dsred载体,经琼脂糖凝胶电泳和测序实验检测到载体构建成功并绘制了重组质粒质谱图。2.将MEI1-1-pIRES2-EGFP和MEI1-2-pIRES2-dsred两种重组质粒转染至睾丸支持细胞,分别在转染0h、24h、48h、72h时用CCK-8试剂盒检测转染细胞的增殖及活性。结果发现转染两种质粒的细胞在转染48h时细胞活性最高、增殖情况较好且MEI1-2-pIRES2-dsred转染的细胞活性最高。3.利用qRT-PCR方法检测了减数分裂相关基因在两种质粒转染细胞中的差异表达情况。结果发现,减数分裂通路基因(BUB1、CUL1、CCNB1、PPP2R5C、CCNB2等)及支持细胞信号通路中调节精子发生减数分裂的部分因子(ARID4A、FSH、GDNF、Stra8、NRG1等)均在实验组中表达量高,并且差异显著,表明发生ES事件的MEI1基因更利于调控生殖细胞减数分裂及精子发生机制过程。4.采用RNA-Seq技术对发生和未发生可变剪切的细胞进行测序,以未发生可变剪切的细胞作为对照组,对两类细胞的差异基因筛选并对其功能进行注释。共筛选到差异表达基因191个,其中包括MEI1基因在内的25个上调基因和166个下调基因;GO注释差异表达基因多富集在细胞组分和分子功能区域;KEGG注释分析筛选出44条信号调控通路,这些通路多与精子生成相关。以上研究结果表明MEI1基因的可变剪切事件可以促进细胞的增殖及上调精子生成相关基因表达,最终影响精子生成过程。该研究成果为探索可变剪切事件影响蒙古马精子生成调控机制奠定了理论基础。

关键词：蒙古马 MEI1基因可变剪切精子生成

双酚S对秀丽隐杆线虫精子生成相关基因表达的影响

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癌变．畸变．突变 2023年第3期35卷 183-186页

作者：唐娇谭剑斌茅莉娜张紫虹李文立胡帅尔赵敏广东省公共卫生研究院健康风险评估研究室广东广州511430 广东省疾病预防控制中心卫生毒理所广东广州511430 广东省生物制品与药物研究所药理研究室广东广州510440

目的:探讨双酚S对模式生物秀丽隐杆线虫精子生成相关基因表达的影响。方法:根据双酚S的急性毒性试验结果确定本研究剂量为0、3、30、300μmol/L,对同步化至L4期的线虫进行24 h暴露,测定其子代数目并用实时荧光定量PCR(qPCR)检测akt-1、s... 详细信息

目的:探讨双酚S对模式生物秀丽隐杆线虫精子生成相关基因表达的影响。方法:根据双酚S的急性毒性试验结果确定本研究剂量为0、3、30、300μmol/L,对同步化至L4期的线虫进行24 h暴露,测定其子代数目并用实时荧光定量PCR(qPCR)检测akt-1、swm-1、try-5、spe-4、spe-6基因表达水平。结果:秀丽隐杆线虫于双酚S中暴露24 h后,其半数致死浓度(LC50)为2773.672μmol/L;与对照组相比,暴露后的L4期秀丽隐杆线虫在双酚S剂量为3、30、300μmol/L时子代数目均显著降低(P精子生成相关基因表达有影响。

关键词：秀丽隐杆线虫双酚S 精子生成模式生物