调控SIRT1活性对体外成熟猪卵母细胞脂质代谢的影响研究

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脂质代谢能为细胞增殖、卵母细胞成熟、受精和后续胚胎发育提供必要的能量。SIRT1有ADP-核糖转移酶和底物特异性脱乙酰酶活性,在体细胞及生殖细胞中表达广泛,在细胞增殖、分化、凋亡和糖脂代谢方面具有重要作用。目前对SIRT1是否参与调节卵母细胞脂质代谢还未见报道,为此,本试验以猪卵母细胞为原材料,通过添加SIRT1激活剂,利用免疫组化、q RT-PCR等方法了解SIRT1基因表达与卵母细胞脂质代谢的关系,并初步研究了SIRT1/AMPK在卵母细胞脂质代谢上的作用机制。研究结果为进一步阐明SIRT1在猪卵母细胞体外成熟中的作用,并通过增强其活性促进猪卵母细胞的脂质代谢、提高卵母细胞成熟率和早期胚胎发育潜力提供理论依据。实验结果如下。1.SIRT1在体外成熟猪卵母细胞及IVF早期胚胎中的表达分析。q RT-PCR结果显示,与GV期相比,SIRT1基因在MI期、MII期卵母细胞、4-细胞期胚胎的表达显著提高(p<0.05),2-细胞期的表达显著降低(p<0.05),8-细胞期、16-细胞期、囊胚期表达均极显著降低(p<0.01)。免疫荧光结果显示,与GV期相比,SIRT1蛋白在MI期、4-细胞期的表达极显著提高(p<0.01),MII期、2-细胞期、8-细胞期、囊胚期表达显著提高(p<0.05),16-细胞期差异不显著(p>0.05)。2.添加SIRT1激活剂对猪卵母细胞体外成熟脂质代谢的影响。结果显示,在体外成熟培养液中加入3μM SRT 2104可显著提高猪卵母细胞第一极体排出率和囊胚率(p<0.05)。与未处理组相比,添加SRT 2104显著提高了猪卵母细胞SIRT1蛋白表达、线粒体和脂滴数量、以及脂肪酸含量(p<0.05)。q RT-PCR结果显示,与未处理组相比,SRT 2104处理的猪卵母细胞线粒体生成相关基因PGC-1α、TFAM、以及脂质生成相关基因ACACA、FADS1表达显著上调(p<0.05),FASN表达极显著上调(p<0.01),SREBE、PPARγ基因表达显著下调(p<0.05)。脂质分解相关基因ATGL、CGI-58、HSL表达显著升高(p<0.05),MGL表达极显著升高(p<0.01),PLIN2表达无显著差异(p>0.05);脂肪酸β-氧化相关基因CPT1a、ACADS表达显著提高(p<0.05),CPT1b、CPT2表达无显著差异(p>0.05);AMPK相关基因表达显著提高(p<0.05)。与未处理组相比,SRT 2104处理显著提高了卵母细胞ATP含量(p<0.05)。3.SIRT1调控猪卵母细胞脂质代谢机制的研究。使用不同浓度AMPK抑制剂compound C处理猪卵母细胞,与未处理组相比,5μM compound C处理的猪卵母细胞第一极体排出率和囊胚率差异不显著(p>0.05),10和20μM compound C显著降低卵母细胞第一极体排出率和囊胚率(p<0.05),且浓度越高效果越明显。与未处理组相比,compound C处理显著降低了猪卵母细胞线粒体含量(p<0.05),脂滴数量增多、体积没变化,脂肪酸含量显著提高(p<0.05)。q RT-PCR结果显示,与未处理组相比,compound C处理显著降低猪卵母细胞线粒体生成相关基因PGC-1α和TFAM的表达(p<0.05);脂质合成相关基因FADS1、FASN表达显著下调(p<0.05),ACACA表达无显著差异(p>0.05),SREBE、PPARγ表达极显著上调(p<0.01);脂质分解相关基因ATGL、CGI-58、HSL、PLIN2表达极显著下调(p<0.01),MGL表达无显著影响(p>0.05);脂肪酸β-氧化相关基因CPT1a、CPT1b、CPT2、ACADS表达显著降低(p<0.05);显著降低AMPKα1的表达(p<0.05),AMPKα2的表达无显著影响(p>0.05)。与未处理组相比,compound C处理显著降低了卵母细胞ATP含量(p<0.05)。以上结果表明:激活SIRT1能提高体外成熟猪卵母细胞线粒体活性、促进脂质代谢;其可能通过调控AMPK相关基因表达提高猪卵母细胞体外成熟效果和早期胚胎发育潜力。
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