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哺乳动物卵巢上存在有大量各级卵泡,但在卵泡发育过程中,极小部分(小于1%)能发育至成熟排卵,其余99%以上卵泡都会出现闭锁现象。卵泡闭锁极大程度地限制了优良种畜的繁殖利用率。随着动物辅助繁殖技术特别是核移植、转基因技术的不断完善,如何获得大量优质的卵母细胞已成为制约新技术推广和应用的瓶颈。颗粒细胞凋亡是导致卵泡闭锁的主要诱因,揭示其调控机制是研究卵泡闭锁的核心。UFM1是新近发现的一种类泛素蛋白,具有类似于泛素的修饰功能,即通过三步酶反应与底物蛋白共价连接,参与细胞调控过程,这种现象称为Ufmylation修饰。近年来,Ufmylation修饰系统已被证实参与机体多种生物学的调控过程,如内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS)、胚胎发育、细胞分化、DNA损伤与修复和成骨细胞发育等。当Ufmylation修饰相关酶及修饰底物的结构或功能缺陷时,细胞将通过ERS等引起自身分化、增殖异常并最终凋亡。但是相对其它组织而言,关于Ufmylation修饰在卵巢中的功能研究的报道甚少。本试验采用免疫组织化学技术、实时荧光定量PCR、Western Blot、细胞免疫荧光和FCM等技术,在明确Ufmylation通路参与调节山羊卵泡闭锁进程的基础上,进一步通过基因过表达和RNA干扰技术,阐明Ufmylation通路关键基因UFM1在山羊卵泡颗粒细胞凋亡中的作用及其与氧化应激、ERS通路相关性,为全面认识卵泡发育与闭锁的调控机理提供新思路和实验依据。试验结果如下:(1)在山羊卵巢组织中,Ufmylation关键蛋白UFM1和底物蛋白DDRGK1主要定位于颗粒细胞、卵母细胞和黄体细胞中,且在不同发育阶段的卵泡中均有表达;随着有腔卵泡闭锁程度增加,UFM1 mRNA和蛋白的表达水平显著上升,而DDRGK1mRNA和蛋白表达水平显著降低;当颗粒细胞发生早期凋亡时,UFM1和DDRGK1蛋白分布由胞质向核内转移,UFM1和DDRGK1在凋亡小体中未见阳性表达。上述结果预示,Ufmylation修饰系统参与山羊卵泡发育与闭锁过程,在调控颗粒细胞凋亡中发挥功能。(2)采用ERS特异诱导剂Tg和Tm诱导颗粒细胞凋亡时,Ufmylation通路关键基因UFM1、DDRGK1、UBA5、UFC1和UFL1 mRNA的表达水平均显著增加,表明Ufmylation参与ERS介导的颗粒细胞凋亡过程;H2O2诱导的颗粒细胞凋亡过程中Ufmylation通路关键基因表达均无变化。(3)过表达UFM1对山羊卵泡颗粒细胞增殖和凋亡没有明显的影响,干扰UFM1会抑制山羊卵泡颗粒细胞的增殖并显著地诱导颗粒细胞凋亡;干扰UFM1后,通过添加Tg和Tm处理,能够降低颗粒细胞对Tg和Tm处理的耐受性,细胞凋亡更加显著。同时,干扰UFM1表达后,ERS三条通路中关键基因IRE1α、XBP1、ATF4、ATF6、eIF2α和PERK mRNA表达水平均显著上调。另外,凋亡相关基因Bax/Bcl-2 mRNA表达水平也显著上调。综上所述,Ufmylation与山羊卵泡发育和闭锁密切相关,UFM1在抑制ERS诱导的山羊卵泡颗粒细胞凋亡过程中发挥着重要的调控作用。