本文關(guān)鍵詞：顆粒細(xì)胞中線粒體功能的增強(qiáng)可以維持小鼠卵巢中的卵泡儲(chǔ)備　出處：《南京大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在哺乳動(dòng)物中,卵泡發(fā)育是貫穿雌性生殖系統(tǒng)整個(gè)生命周期的連續(xù)性過(guò)程。在雌性生殖系統(tǒng)中,卵泡是卵巢的基礎(chǔ)組成單位,由卵母細(xì)胞和圍繞在其周圍的顆粒細(xì)胞組成。從最初的原始卵泡發(fā)育到成熟卵泡,卵泡成熟的整個(gè)過(guò)程需要持續(xù)數(shù)月的時(shí)間,并且需要來(lái)源于卵母細(xì)胞和顆粒細(xì)胞的分泌因子的促進(jìn)作用,從而產(chǎn)生成熟的卵子。實(shí)際上,只有少數(shù)卵母細(xì)胞能夠發(fā)育成熟并且被排出到輸卵管中,從而完成受精反應(yīng),由于發(fā)育過(guò)程中可能出現(xiàn)的卵母細(xì)胞基因組缺陷,發(fā)育缺陷和代謝缺陷,大部分的卵泡都通過(guò)凋亡,自噬和壞死等不同的細(xì)胞死亡方式而閉鎖。卵泡的生長(zhǎng)發(fā)育和顆粒細(xì)胞的分裂需要充足的能量和物質(zhì),而卵泡的生長(zhǎng)和細(xì)胞分裂是發(fā)育的必須途徑。因此我們可以推測(cè),在卵巢發(fā)育周期過(guò)程中,為了滿足高度增長(zhǎng)的能量需求,線粒體的適應(yīng)性扮演者不可忽視的作用。另一方面,線粒體的增生可以提高細(xì)胞的生存率,這一現(xiàn)象正在被用來(lái)作為一種對(duì)抗疾病與衰老的手段。而生殖能力的衰老是由于年齡增長(zhǎng)相關(guān)的卵泡儲(chǔ)備的減少,也可能與線粒體功能紊亂和隨之導(dǎo)致的細(xì)胞存活相關(guān)。對(duì)于生長(zhǎng)中的卵泡,卵母細(xì)胞與顆粒細(xì)胞能量代謝的間相互作用為卵母細(xì)胞提供必須的合成底物,這種相互作用對(duì)處于生長(zhǎng)期的卵泡是必須的。盡管調(diào)控線粒體功能的相關(guān)基因已經(jīng)通過(guò)功能基因組學(xué)分析被發(fā)現(xiàn),但是對(duì)于線粒體功能在卵泡中的功能解析還非常匱乏。因此我們主要關(guān)注卵泡中的能量代謝,尤其是顆粒細(xì)胞對(duì)卵母細(xì)胞發(fā)育的支持,以此闡明兩種細(xì)胞間的能量代謝相關(guān)的機(jī)理。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中線粒體通過(guò)多種生物學(xué)事件來(lái)維持細(xì)胞功能和細(xì)胞生存,比如產(chǎn)生能量的關(guān)鍵反應(yīng)氧化磷酸化,代謝方式和代謝底物的轉(zhuǎn)換,以及細(xì)胞凋亡,這些反應(yīng)也是細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和細(xì)胞外環(huán)境壓力的適應(yīng)過(guò)稱。然而,關(guān)于線粒體的遺傳學(xué)調(diào)控在卵巢中的研究非常不清楚。關(guān)于原始卵泡是如何從儲(chǔ)備中被招募激活的一個(gè)重要突破是PTEN和mTORC/Tsc1/2的發(fā)現(xiàn),報(bào)道顯示Pten或者TSC1/2啟在小鼠卵巢中的缺失會(huì)導(dǎo)致原始卵泡的過(guò)度激活,Pten和BSc1/2可以阻止多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展,因此被定義為腫瘤抑制基因,這也暗示了卵泡的激活與生長(zhǎng)與腫瘤細(xì)胞在某些特性上的相似性。這些腫瘤基因在阻止原始卵泡激活和發(fā)育成熟的道路上扮演者“剎車“的作用。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種基因打靶技術(shù)CRISPR/Cas9已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于基因敲除和基因修飾,并用于整個(gè)基因組的功能缺失篩選。在本篇文章的研究中,我們利用CRISPR/Cas9的特異性強(qiáng)和敲除效率高的優(yōu)勢(shì),在人類的卵巢顆粒細(xì)胞癌來(lái)源的細(xì)胞系KGN中敲除“腫瘤抑制基因”,從而篩選出與線粒體功能相關(guān)的基因。通過(guò)功能分析,我們發(fā)現(xiàn)TP53, BRCA1, PTEN, CTNNA2, PTCH1,和HBP1在調(diào)節(jié)線粒體功能方面的新的作用。為了更清楚的闡明這些未經(jīng)報(bào)道的基因的功能,我們用經(jīng)典的基因敲除的方法構(gòu)建了Hbp1條件性敲除小鼠,通過(guò)對(duì)卵巢中原代顆粒細(xì)胞的線粒體功能分析,我們發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)性敲除小鼠(Hbp1-/-)中和特異性在顆粒細(xì)胞中敲除Hbp1(Hbplf/f;Amhr2-cre)時(shí),與野生型小鼠相比,顆粒細(xì)胞中線粒體功能得到的顯著提高,并且卵巢中細(xì)胞凋亡與卵泡閉鎖都明顯減少。但是分別用Gdf9-icre和Zp3-cre在卵母細(xì)胞中敲除H-bp1時(shí),不會(huì)影響到卵泡的發(fā)育和閉鎖。這提示我們,顆粒細(xì)胞中H-bp1對(duì)于細(xì)胞生存和卵泡非常重要,另方面,我們發(fā)現(xiàn),在Hbp1轉(zhuǎn)基因小鼠中,顆粒細(xì)胞中線粒體的功能顯著減弱。伴隨卵巢中卵泡凋亡的減少,在Hp1-/-和Hbplf/f;Amhr2-cre雌鼠卵巢中,有更多的卵泡儲(chǔ)備,并且這些雌鼠在用激素誘導(dǎo)排卵時(shí)可以產(chǎn)生更多的卵細(xì)胞。通過(guò)對(duì)卵泡發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)分析,我們發(fā)現(xiàn)在Hbp1缺失時(shí),這些基因的表達(dá)顯著增高,這也說(shuō)明Hbp1缺失導(dǎo)致顆粒細(xì)胞中線粒體功能的提高,從而促進(jìn)卵泡的生存和維持。通過(guò)對(duì)多種小鼠模型的分析研究,我們發(fā)現(xiàn)了對(duì)卵巢顆粒細(xì)胞中線粒體功能有重要調(diào)控作用的基因,這對(duì)于探索雌性生殖系統(tǒng)生命周期提供了新的研究方向。
[Abstract]:In mammals , follicular development is a continuous process throughout the life cycle of the female reproductive system . In female reproductive systems , the follicles are the basic components of the ovary , which are composed of oocytes and granular cells surrounding them . In fact , the growth of the follicles and the cell division are essential to the development of the cells . In this paper , we found that the function of mitochondrial function in granular cells was significantly decreased compared with wild - type mice .

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q492
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本文編號(hào)：1366868