卵母细胞优势表达蛋白BIN2在雌性生殖中的基础与应用研究

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:letianqingya
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女性卵巢“寿命”终结的公认标志是在绝经后,卵泡数目下降到一千个,卵巢基本丧失内分泌和生殖功能。延长女性卵巢的寿命不仅能延长其潜在的生殖力,还能延长卵巢的内分泌功能而保证其健康状况。目前为止大多数研究者是通过用化合物靶向MTOR信号通路各环节的激酶来抑制原始卵泡库的激活并减少其凋亡。然而,这些化合物均有一定毒性,会对各个器官产生显著的副作用。我们幸运地发现了MTOR通路上游的一个新蛋白并分析发现其可能是一个能较特异地适度抑制卵巢MTOR信号的新靶点。Bridging integrator 2(Bin2)属于Bin家族,含有一个保守的结合膜并探测膜弯曲的二聚化功能域。仅有的研究表明Bin2影响白细胞的伪足形成,运动及吞噬,但还没有任何生殖相关的报道。在本研究中,我们首先发现Bin2蛋白与颗粒细胞及其它组织相比主要富集在卵母细胞及卵巢中,暗示其功能主要集中在卵母细胞及卵巢上。接着我们用CRISPR/Cas9技术成功制备了Bin2基因全敲小鼠并进行了长达一年的生殖力鉴定,出人意料的是,Bin2全敲雌鼠生殖力8月龄开始显著延长。相应地,Bin2敲除小鼠卵巢中的原始卵泡数各月龄均增加,暗示敲除鼠生殖力显著延长可能与卵泡库衰竭速度减慢有关。我们正在对野生和敲除小鼠的卵巢通过RNA seq、DNA甲基化测序及定量蛋白组分析来探索其作用机制。同时,我们通过Bin2抗体免疫沉淀(IP)后质谱鉴定相互作用蛋白建立其信号通路模型并验证发现Bin2敲除卵母细胞中p-LKB1及p-AMPK均显著升高,暗示其可能是LKB1→AMPK→MTOR的上游调节分子。因为在mTOR信号通路中,磷酸化是最普遍存在于各环节的调节方式,所以我们也通过质谱鉴定了位于Bin2 C段的DUF(domain of unknown function)区域的两个相邻的磷酸化位点T423,S424并制备了特异性p-Bin2抗体,发现相对总Bin2在卵母细胞膜上的定位,p-Bin2在MI纺锤体上高度富集,这与p-AMPK及p-MTOR的胞质定位正好一致。而且初步分析抑制原癌基因激酶LCK(lymphocyte protein tyrosine kinase)可能导致p-Bin2显著降低。目前正在体内外验证抑制Bin2磷酸化后下游MTOR通路各分子的变化情况。根据上述结果,我们认为Bin2敲除通过增加p-AMPK抑制了MTOR活性,导致小鼠表现出生殖力明显延长和增强的表型。而Bin2又是卵巢比较优势的蛋白,那么在临床上Bin2活性丧失或降低是否是一种有较好卵巢特异性的安全的延长雌性生殖力的靶点呢?为此我们建立了两个小鼠模型:抑制Bin2活性延长8月龄小鼠生殖力的模型和抑制Bin2活性挽救由环磷酰胺化疗造成的卵巢早衰模型。我们用穿膜肽PEP1融合Bin2磷酸化位点的多肽并腹腔注射入小鼠来与内源Bin2竞争被磷酸化(被Lck磷酸化?)并成功检测到p-Bin2显著降低。目前造模小鼠已进行了数月的生殖力鉴定,在两种模型中生殖力都显著升高。目前正在进行两种造模鼠卵巢的RNA seq、DNA甲基化及定量蛋白组测定来发现挽救机制是否与敲除鼠一致。总之,考虑到现有的延长卵巢寿命及防止化疗导致卵巢早衰的治疗策略的各种弊端,本研究中抑制Bin2活性的方法可能是一种很有潜力的简便低成本、安全无毒副作用、靶向性强的治疗策略。
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