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垂体促性腺激素细胞合成与分泌的卵泡刺激素(FSH)和促黄体素(LH)是调节动物生殖活动的关键激素。目前,对于LH和FSH合成与分泌的细胞和分子机理尚不清楚。本实验室前期体外实验结果显示LIM同源域转录因子Isl1能够调节LβT2细胞中LH和FSH的合成与分泌,但Isl1基因全身性敲除会导致小鼠在胚胎早期死亡,难以证明Isl1的生理功能。因此,本研究的主要目标是建立诱导性和垂体特异性Isl1基因敲除小鼠模型深入研究Isl1在调节垂体发育和促性腺激素合成与分泌调控中的作用,并取得以下研究结果:酋先利用 Real-Time quantitave PCR(RT-qPCR)和免疫组织化学(IHC)方法检测Isl1在小鼠垂体发育过程中的表达,发现Isl1在垂体发育早期高表达,且持续表达至成年垂体。Isl1与αGSU免疫荧光双染结果显示,约80%的αGSU源细胞表达Isl1,推测Isl1可能参与了垂体早期发育及αGSU源细胞的分化过程。为了进一步探讨Isl1在垂体发育和细胞分化中的调节功能,我们利用Cre-LoxP重组技术,建立了诱导性和垂体特异性Isl1敲除小鼠模型。使用Isl1启动子控制诱导性表达Cre的小鼠(Isl1MCM/+)与Isl1LoxP/LoxP小鼠杂交,得到基因型为Isl1MCM/LoxP的小鼠,通过体内外它莫西芬处理,实现Isl1的诱导性敲除。用RT-qPCR检测Isl1敲除效率,结果显示它莫西芬能诱导体外Isl1MCM/LoxP小鼠垂体细胞Isl1的有效敲除,但无法诱导体内垂体Isl1的敲除。使用αGSU源细胞特异性表达Cre重组酶的小鼠(αGSUCre/+)与Isl1LoxP/LoxP小鼠杂交,筛选得到基因型为αGSUCre/+Isl1LoxP/LoxP(Isl1 CKO)小鼠。利用RT-qPCR、蛋白质印迹和免疫荧光化学方法检测Isl1敲除效率,结果显示Isl1 CKO小鼠垂体中Isl1高效敲除。最后,利用Isl1特异性敲除小鼠模型研究了 Isl1对垂体促性腺激素合成与分泌的影响,RT-qPCR和放射免疫测定结果显示垂体中Isl1敲除后FSHβ和LHβ的基因表达水平显著降低,血清中FSH浓度水平显著降低,而LH浓度却没有显著变化。进一步检测了垂体Isl1特异性敲除对小鼠生殖能力的影响,小鼠配种实验结果显示垂体Isl1特异性敲除雌鼠和雄鼠均具有生殖能力,雄性Isl1 CKO小鼠的生殖能力没有明显变化,而雌性Isl1 CKO小鼠的生殖能力显著降低,卵巢卵泡发育和发情周期异常,卵巢排卵数明显减少87%,外源性补给促性腺激素可恢复排卵,这些结果表明Isl1能够调节垂体促性腺激素的合成与分泌而影响动物的生殖。综上所述,Isl1在小鼠垂体发育过程中持续表达,且高表达于αGSU源细胞。建立了垂体诱导性和特异性Isl1基因敲除小鼠模型,发现Isl1调控促性腺激素FSH的合成与分泌进血影响雌鼠的生殖能力,上述研究为垂体发育和促性腺激素合成与分泌的调控机理提供了新的实验证据。