小鼠卵母细胞促进C-型钠肽表达的分子机制

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jingheli
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哺乳动物中,精子进入雌性生殖道,停留在输卵管峡部。LH(促黄体生成素,Luteinizing hormone)峰来临后,成熟的卵母细胞-卵丘细胞复合体(Oocyte-Cumulus complexes,OCCs)从卵泡中排出释放进入输卵管壶腹部,精子才恢复活力朝向受精部位运动,最终与卵母细胞结合,完成受精。精子朝向卵母细胞运动的现象被认为是精子的趋化作用。实验室前期研究发现,输卵管壶腹部产生的C-型钠肽(natriuretic peptide type C,NPPC)与精子尾部中段表达的钠肽受体2(natriureticpeptidereceptor2,NPR2)结合,产生cGMP,促进胞外的钙离子内流,增强精子活力,诱导精子趋化运动并完成受精。我们主要研究了排卵后输卵管壶腹部内NPPC表达的分子机制;同时,体外证实NPPC通过环核苷酸门控通道(Cyclic nuleotide-gated channels,CNG)升高精子胞内Ca2+水平诱导精子趋化。比较不同发情时期小鼠输卵管各部位Nppc mRNA水平,hCG诱导排卵雌鼠的输卵管壶腹部显著高表达Nppc。酶联免疫法检测排卵雌鼠输卵管各部位的NPPC蛋白含量,结果表明输卵管壶腹部的表达量最高,在输卵管内形成梯度浓度。原位杂交实验表明Nppc mRNA定位于输卵管壶腹部黏膜层细胞。体内外实验证实,OCCs可以刺激输卵管壶腹部Nppc表达。TGF-β信号通路特异性抑制剂SB431542和SD208可以完全抑制OCCs促进输卵管壶腹部内Nppc表达的作用。研究发现,hCG诱导排卵的同时,也可以促进卵丘细胞(cumulus cells,CCs)高表达TGFB1。体内外实验表明,EGF激活表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)受体信号促进卵丘细胞表达TGFB1,有赖于卵母细胞旁分泌因子(oocyte-derived paracrine factors,ODPFs)的参与。诱导排卵小鼠输卵管壶腹部TGF-β/Smad通路信号分子TGFBR1、TGFBR2表达水平升高;Smad2/3磷酸化水平增加。Smad3发生磷酸化后与胞质内Smad4结合形成复合物转位进入胞核内,与启动子序列相结合调控Nppc的转录。体外,TGFB1可以促进输卵管壶腹部Nppc mRNA表达;同时,SB431542和SD208可以完全抑制TGFB1促进Nppc表达的作用。我们利用Fshr-Cre特异性条件敲除颗粒细胞内Tgfb1,诱导排卵的Tgfb1fl/fl;Fshr-Cre条件敲除小鼠输卵管壶腹部Nppc表达水平显著下调。Tgfb1fl/fl;Fshr-Cre雌鼠的排卵数不受影响;而产仔数下降一半。阻止输卵管壶腹部NPPC表达只能部分影响受精。因此,我们推测可能存在其他来源的NPPC起到补充作用。研究过程中发现卵母细胞周围的卵丘细胞表达NPPC参与诱导精子趋化,其表达依赖于ODPFs的调节。实验室前期研究发现,NPPC可以体外诱导精子趋化运动。我们进一步研究发现,NPPC通过cGMP敏感的CNG通道升高精子胞内Ca2+水平,促使精子朝向卵母细胞趋化运动。综上所述,小鼠卵母细胞对于促进NPPC的表达发挥着重要作用。小鼠排卵发生后,释放出的卵母细胞卵丘细胞复合体(OCCs)能够促进输卵管壶腹部NPPC表达。进一步研究发现LH-EGFR信号,联合卵母细胞旁分泌因子促进卵丘细胞TGFB1表达;TGFB1作用于输卵管壶腹部激活Smad信号通路调控NPPC的表达;条件敲除卵丘细胞中的Tgfb1,阻止了壶腹部NPPC水平的升高。另一方面,卵母细胞旁分泌因子也促进卵丘细胞表达NPPC,也参与了精子趋化。NPPC通过cGMP敏感的CNG通道升高精子胞内Ca2+水平,增加精子的活力。
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