Foxo1基因在小鼠睾丸支持细胞中的功能研究

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目的:通过在小鼠睾丸支持细胞中过表达Foxo1,探究Foxo1在小鼠性腺体细胞的命运维持中发挥的作用。方法:1.利用CRISPR-Cas9技术,将磷酸化位点突变的Foxo1基因插入Rosa26区域,构建Foxo1在睾丸支持细胞中持续性表达的小鼠模型,设置对照组(Control)以及实验组(Foxo1-7mu;Sf1-Cre),每组设置3个生物学重复(n=6)。2.对4M小鼠睾丸组织进行FOXO1与WT1免疫组织荧光共定位染色,验证FOXO1在支持细胞被激活,小鼠模型构建成功。3.收集6M、2M、3W、2W、1W小鼠基础数据(小鼠体重和睾丸重量)和睾丸组织进行表型分析;检测6M和2M小鼠附睾内精子数量,同时进行生育力检测。4.通过H&E染色以及MVH、SOX9的免疫组织化学染色,检测支持细胞过激活Foxo1对生精细胞和支持细胞的影响。5.TUNEL法检测FOXO1持续性表达对6M和2M小鼠睾丸组织细胞凋亡的影响。6.体外培养2W的实验组及对照组小鼠睾丸支持细胞,培养48h后用Tris-Hcl进行处理,去除多余的生精细胞,24 h后用0.25%胰酶消化支持细胞,进行细胞计数,以每孔20,000个细胞种到7个24孔板中,每天同一时间进行MTT检测,检测490 nm处的吸光度,绘制细胞增殖曲线,通过Hoechst染核结合流式分析,检测Foxo1过激活小鼠的支持细胞细胞周期是否有异常。7.提取体外培养的支持细胞的总蛋白,采用Western Blot检测FOXL2、SOX9、WT1以及GAPDH的蛋白水平;RT-PCR检测Foxl2、Wnt4、Dax-1、Sox9、Dmrt1及Amh的表达情况;免疫组织化学检测2W及3W的Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠睾丸组织FOXL2的表达情况。结果:1.Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠可以正常存活,发育没有明显异常。在FOXO1与WT1的免疫荧光共染中,WT1阳性的支持细胞中可见明显的FOXO1核定位信号,表明FOXO1在支持细胞被激活,小鼠模型构建成功。2.与对照组相比,Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠睾丸发育异常,睾丸形态明显缩小,生殖细胞大量丢失,附睾内精子数量严重减少,生育力低下。3.对Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠睾丸组织进行TUNEL检测,发现支持细胞中FOXO1的持续性激活会导致睾丸曲细精管内细胞凋亡的增加。4.对体外培养的支持细胞进行7天的MTT增殖检测发现Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠的支持细胞与对照组相比增殖减缓,细胞周期阻滞在G0/G1期。5.Foxo1-7mu;Sf1-Cre小鼠的支持细胞中雄性特异性基因Dmrt1、Amh表达量下降,同时开始表达颗粒细胞特异性基因Foxl2。结论:支持细胞持续性表达FOXO1会导致雄性小鼠睾丸明显缩小,精子数量显著降低,失去对生精细胞的支持作用,同时支持细胞转变为颗粒细胞样细胞,因此FOXO1在支持细胞的谱系维持中发挥重要作用。
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