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第一部分:建立Stra8cre诱导的生精细胞Rybp敲除小鼠株
【目的】建立Rybp条件性敲除的转基因小鼠株(Rybpfl/+),利用Stra8Cre转基因小鼠在睾丸生精细胞中敲除Rybp以研究Rybp在精子发生过程中的作用。
【方法】利用转基因小鼠技术构建Rybp条件性敲除的基因编辑小鼠,再通过Stra8cre转基因小鼠与Rybpfl/+小鼠交配产生睾丸生精细胞Rybp条件性敲除小鼠(Rybp cKO小鼠)。通过小鼠鼠尾基因型鉴定选出睾丸生精细胞Rybp敲除小鼠(Stra8cre,Rybpfl/fl),并利用qRT-PCR和Western Blot验证Rybp的敲除效率。
【结果】将Rybpfl/+小鼠与Stra8cre小鼠交配,我们繁殖出睾丸生精细胞Rybp cKO小鼠。通过小鼠鼠尾基因型鉴定我们挑出了基因型为Stra8cre,Rybpfl/fl的小鼠。睾丸组织qRT-PCR实验结果显示Rybp cKO小鼠睾丸Rybp的mRNA水平较对照组显著降低。Western Blot实验结果显示Rybp cKO小鼠睾丸Rybp的蛋白水平较对照组显著降低。
【结论】成功繁殖出睾丸生精细胞Rybp条件性敲除小鼠,且Rybp在睾丸生精细胞中的敲除效率较高。
第二部分:生精细胞Rybp敲除影响精子发生及其机制探索
【目的】研究睾丸生精细胞Rybp敲除是否阻碍精子发生及其可能的机制。
【方法】利用睾丸切片形态学实验研究生精细胞Rybp敲除对小鼠精子发生的影响。利用Meiotic Chromosome Spreads,TUNEL分析研究生精细胞Rybp敲除对小鼠精母细胞减数分裂和生精细胞凋亡的影响。利用免疫荧光技术探索生精细胞Rybp敲除对生殖细胞组蛋白修饰的影响。借助qRT-PCR研究生精细胞Rybp敲除对睾丸piRNA前体,重复元件及胚胎卵裂期高丰度基因的影响。
【结果】我们发现相对于对照组Rybp cKO小鼠睾丸显著变小。睾丸切片PAS染色实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸生精小管管腔明显变小,生殖细胞数量明显减少。Meiotic Chromosome Spreads实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠粗线期精母细胞比例下降,双线期精母细胞比例上升。TUNEL分析结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸凋亡细胞增加,部分细线期/偶线期精母细胞凋亡。睾丸冰冻切片免疫荧光显示与对照组相比Rybp cKO小鼠生殖细胞组蛋白H3K9me3及H3K27me3表达水平降低。qRT-PCR实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸重复元件,piRNA前体及胚胎卵裂期高丰度基因的表达没有明显差异。
【结论】生精细胞Rybp敲除后减数分裂异常。生精细胞Rybp敲除可能通过改变睾丸生殖细胞组蛋白H3的翻译后修饰(H3K9me3及H3K27me3)导致部分细线期/偶线期精母细胞凋亡。
第三部分:生精细胞Rybp敲除降低精子活力
【目的】研究生精细胞Rybp敲除是否影响精子计数,活力及形态。
【方法】利用精液分析研究生精细胞Rybp敲除后小鼠精子计数,精子活力及精子形态的变化。
【结果】精子计数显示与对照组相比Rybp cKO小鼠附睾尾精子密度仅轻微下降。精子涂片显示与对照组相比Rybp cKO小鼠精子形态没有明显异常。精子活力实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠精子活力明显降低,表现为前向运动精子比例明显下降,死精子比例明显上升。
【结论】生精细胞Rybp敲除降低精子活力。
第四部分:卵母细胞Rybp敲除不影响卵子和早期胚胎发育
【目的】研究在小鼠卵母细胞中条件性敲除Rybp对卵子成熟及其受精后早期胚胎发育的影响。
【方法】将ZP3cre小鼠与Rybpfl/+小鼠交配,产生卵母细胞Rybp条件性敲除小鼠(Rybp M-cKO小鼠)。将超促排卵的Rybp M-cKO母鼠与WT公鼠交配后收集0.5天胚胎体外培养,观察Rybp M-cKO小鼠卵子是否能发育到MII期并正常排卵,发育到MII期的Rybp M-cKO小鼠卵子是否能正常受精,以及产生的合子是否能在体外发育到囊胚阶段。
【结果】Rybp M-cKO小鼠卵母细胞成功发育到MII期并排卵。Rybp M-cKO小鼠卵母细胞可与WT精子正常受精并在体外发育到囊胚阶段,并且Rybp cKO小鼠的精子可与Rybp M-cKO小鼠的卵子正常受精并在体外发育到囊胚阶段。
【结论】卵母细胞Rybp敲除不影响小鼠卵母细胞发育到MII期并排卵,也不影响Rybp敲除的MII期卵子受精和早期胚胎发育。
【目的】建立Rybp条件性敲除的转基因小鼠株(Rybpfl/+),利用Stra8Cre转基因小鼠在睾丸生精细胞中敲除Rybp以研究Rybp在精子发生过程中的作用。
【方法】利用转基因小鼠技术构建Rybp条件性敲除的基因编辑小鼠,再通过Stra8cre转基因小鼠与Rybpfl/+小鼠交配产生睾丸生精细胞Rybp条件性敲除小鼠(Rybp cKO小鼠)。通过小鼠鼠尾基因型鉴定选出睾丸生精细胞Rybp敲除小鼠(Stra8cre,Rybpfl/fl),并利用qRT-PCR和Western Blot验证Rybp的敲除效率。
【结果】将Rybpfl/+小鼠与Stra8cre小鼠交配,我们繁殖出睾丸生精细胞Rybp cKO小鼠。通过小鼠鼠尾基因型鉴定我们挑出了基因型为Stra8cre,Rybpfl/fl的小鼠。睾丸组织qRT-PCR实验结果显示Rybp cKO小鼠睾丸Rybp的mRNA水平较对照组显著降低。Western Blot实验结果显示Rybp cKO小鼠睾丸Rybp的蛋白水平较对照组显著降低。
【结论】成功繁殖出睾丸生精细胞Rybp条件性敲除小鼠,且Rybp在睾丸生精细胞中的敲除效率较高。
第二部分:生精细胞Rybp敲除影响精子发生及其机制探索
【目的】研究睾丸生精细胞Rybp敲除是否阻碍精子发生及其可能的机制。
【方法】利用睾丸切片形态学实验研究生精细胞Rybp敲除对小鼠精子发生的影响。利用Meiotic Chromosome Spreads,TUNEL分析研究生精细胞Rybp敲除对小鼠精母细胞减数分裂和生精细胞凋亡的影响。利用免疫荧光技术探索生精细胞Rybp敲除对生殖细胞组蛋白修饰的影响。借助qRT-PCR研究生精细胞Rybp敲除对睾丸piRNA前体,重复元件及胚胎卵裂期高丰度基因的影响。
【结果】我们发现相对于对照组Rybp cKO小鼠睾丸显著变小。睾丸切片PAS染色实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸生精小管管腔明显变小,生殖细胞数量明显减少。Meiotic Chromosome Spreads实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠粗线期精母细胞比例下降,双线期精母细胞比例上升。TUNEL分析结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸凋亡细胞增加,部分细线期/偶线期精母细胞凋亡。睾丸冰冻切片免疫荧光显示与对照组相比Rybp cKO小鼠生殖细胞组蛋白H3K9me3及H3K27me3表达水平降低。qRT-PCR实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠睾丸重复元件,piRNA前体及胚胎卵裂期高丰度基因的表达没有明显差异。
【结论】生精细胞Rybp敲除后减数分裂异常。生精细胞Rybp敲除可能通过改变睾丸生殖细胞组蛋白H3的翻译后修饰(H3K9me3及H3K27me3)导致部分细线期/偶线期精母细胞凋亡。
第三部分:生精细胞Rybp敲除降低精子活力
【目的】研究生精细胞Rybp敲除是否影响精子计数,活力及形态。
【方法】利用精液分析研究生精细胞Rybp敲除后小鼠精子计数,精子活力及精子形态的变化。
【结果】精子计数显示与对照组相比Rybp cKO小鼠附睾尾精子密度仅轻微下降。精子涂片显示与对照组相比Rybp cKO小鼠精子形态没有明显异常。精子活力实验结果显示与对照组相比Rybp cKO小鼠精子活力明显降低,表现为前向运动精子比例明显下降,死精子比例明显上升。
【结论】生精细胞Rybp敲除降低精子活力。
第四部分:卵母细胞Rybp敲除不影响卵子和早期胚胎发育
【目的】研究在小鼠卵母细胞中条件性敲除Rybp对卵子成熟及其受精后早期胚胎发育的影响。
【方法】将ZP3cre小鼠与Rybpfl/+小鼠交配,产生卵母细胞Rybp条件性敲除小鼠(Rybp M-cKO小鼠)。将超促排卵的Rybp M-cKO母鼠与WT公鼠交配后收集0.5天胚胎体外培养,观察Rybp M-cKO小鼠卵子是否能发育到MII期并正常排卵,发育到MII期的Rybp M-cKO小鼠卵子是否能正常受精,以及产生的合子是否能在体外发育到囊胚阶段。
【结果】Rybp M-cKO小鼠卵母细胞成功发育到MII期并排卵。Rybp M-cKO小鼠卵母细胞可与WT精子正常受精并在体外发育到囊胚阶段,并且Rybp cKO小鼠的精子可与Rybp M-cKO小鼠的卵子正常受精并在体外发育到囊胚阶段。
【结论】卵母细胞Rybp敲除不影响小鼠卵母细胞发育到MII期并排卵,也不影响Rybp敲除的MII期卵子受精和早期胚胎发育。