卵巢衰老相关基因的功能验证和机制探讨

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背景与目的随着卵巢的衰老,女性不仅丧失生育能力,更并发严重的围绝经期症状如潮热、泌尿生殖道萎缩症状以及心脑血管系统、神经精神系统等疾病和骨折的高发风险,对女性身心健康造成重大危害。前期通过基因芯片筛选出一系列卵巢衰老关键基因,在基因和蛋白水平对相关基因的表达进行验证,并通过体内外实验对相关基因作用机制进行深入探讨。方法参考早期芯片结果以及文献中衰老相关基因,通过实时定量PCR和Western blot验证相关基因的表达;通过小鼠卵巢囊内siRNA注射,下调关键基因表达,以及体外关键基因对应单克隆抗体、重组蛋白调控关键基因对应下游细胞信号通路;通过HE染色、TUNEL(TdT-mediated dUTP nick end labeling)、western blot、酶联荧光分析(enzyme linked fluoreseent assay,ELFA)、实时定量PCR、免疫荧光检测关键基因对小鼠卵巢中卵泡组成、颗粒细胞凋亡、分化和激素分泌的影响,以及卵巢关键功能基因及蛋白的表达;运用光学显微镜、激光共聚焦显微镜观察关键基因对卵巢中卵泡组成、颗粒细胞凋亡以及功能蛋白表达的影响。结果(1)898a基因对应mRNA和蛋白在小鼠卵巢中的表达随小鼠周龄增加而降低;在促性腺激素预处理小鼠卵巢中,898a于PMSG(Serum Gonadotrophin,孕马血清)注射后4小时急剧降低,随后逐渐升高,于HCG(human chorionic gonadotrophin,人绒毛膜促性腺激素)注射后短暂下降,随后与排卵前后升高。(2)体内下调卵巢局部898a表达,导致卵巢中闭锁卵泡的数量增加,颗粒细胞凋亡显著,始基卵泡数量减少。抑制卵母细胞功能基因GDF9、BMP15、ZP3和卵母细胞-颗粒细胞连接蛋白Connexin37表达,而促进颗粒细胞增殖核抗原、颗粒细胞连接蛋白Connexin43以及甾体激素合成相关酶表达,降低颗粒细胞AMH的表达和分泌。(3)898a抑制体外颗粒细胞雌孕激素合成,尤其抑制孕激素合成相关酶表达,并促进颗粒细胞AMH的表达。(4)PRXs在小鼠卵巢中随卵巢功能的降低而显著降低。PRDX Ⅰ在PMSG注射后表达逐渐升高,而于HCG注射后表达降低,并于排卵和黄体形成早期表达升高,在性成熟小鼠各动情周期卵巢中表达无显著差异;PRDX Ⅲ在PMSG&HCG序贯注射后表达逐步降低,于排卵前最低,而排卵后黄体形成早期则逐渐升高至对照组水平,在性成熟小鼠各动情周期卵巢中表达无显著差异;PRDX Ⅳ在PMSG注射后表达升高,而在排卵及黄体形成早期表达降低,在性成熟小鼠各动情周期卵巢中表达无显著差异;PRDX Ⅴ在PMSG注射后和黄体形成早期表达显著升高,而在排卵前表达降低,在性成熟小鼠动情期和动情后期表达显著高于动情前期和动情间期;PRDXⅥ在PMSG注射和黄体形成早期表达升高,而在排卵前后表达降低,在性成熟小鼠动情前期表达高于动情后期和动情间期。(5)NRP1表达随小鼠卵巢功能的降低而显著降低,在小鼠始基卵泡形成期表达高于初级卵泡和次级卵泡形成期,在未成熟小鼠PMSG注射后中表达先降低后于PMSG注射48小时时表达升高,至排卵前后卵巢中表达进一步升高,而黄体早期降低。结论(1)898a是小鼠卵巢衰老相关基因,在卵泡发育的发挥重要调控作用。(2)898a基因的缺失导致卵泡闭锁增加,卵巢中AMH水平降低,始基卵泡消耗加速。(3)898a抑制颗粒细胞过度增殖和终末分化,从而维持颗粒细胞AMH分泌。(4)PRDXs调控卵巢衰老进程,并参与卵泡成熟、排卵和黄体形成过程的调控。(5)NRP-1通过调剂卵泡初始募集和周期募集过程,调控卵巢衰老进程。
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