卵母细胞体外成熟的机制与临床应用
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犬卵母细胞体内发育及体外成熟的研究进展曹满园;张宇飞;王丽英;曹俊国;李文;韩玉萍;许保增;王守富【摘要】In this paper, the factors affecting the development of canine oocytes in vivo and in vitro maturation are reviewed, and its culture methods are summarized in order to provide a theoretical basis for overcoming the obstacles of canine related assisted reproductive technology and protecting precious and endangered species.%本文就犬卵母细胞体内发育及体外成熟的影响因素进行综述, 并对其培养方法进行了总结, 以期为克服犬相关辅助生殖技术的障碍, 保护珍贵和濒危犬种提供理论基础.【期刊名称】《特产研究》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】6页(P109-114)【关键词】犬;卵母细胞;体内发育;体外成熟【作者】曹满园;张宇飞;王丽英;曹俊国;李文;韩玉萍;许保增;王守富【作者单位】中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,长春 130112;吉林农业大学,长春 130118【正文语种】中文【中图分类】Q954.42犬科动物多为季节性、单次发情动物,但经驯养的家犬,其季节性发情特点逐渐消失,全年均可出现发情,尤其春、秋季节的发情比例较高[1]。
《动物胚胎工程实验教程》王子玉自编南京农业大学动科院2005年8月实验一小鼠卵母细胞的体外成熟实验一、实验目的熟悉雌鼠的生殖器官的结构特点;掌握小鼠的超数排卵方案;掌握从卵巢上扎取未成熟卵母细胞的方法、卵母细胞的分类方法、体外成熟培养方法及核成熟情况和卵丘扩展程度的观察。
二、实验器材和材料1. 器材及药品体视显微镜,手术器械(眼科剪,眼科镊),1mL注射器,胶头滴管,口吸管,CO2培养箱,水浴锅,移液器,枪头,塑料培养皿,记号笔。
操作液(M2),成熟培养液(M-199),激素(PMSG和HCG),石蜡油。
2.实验动物:3-4周龄昆明系雌性小白鼠,自由采食饮水。
三、实验内容1.小鼠的超数排卵注射剂量皮下或腹腔注射PMSG 10 IU/只小鼠。
注射方法皮下注射:用手指捏住小鼠的头及尾部固定(图1-1),以酒精棉球消毒其背部,提起皮肤,将注射针头平插刺入皮下,将针头微向上挑起不露出针尖时,再注入药物。
随着药物的推入,在皮下可看到鼓起一个小泡,即证实药物确已注入皮下部位。
皮下注射时防止药液从针孔处逸出。
腹腔注射:针头刚进入腹腔后向上挑,防止损伤小鼠腹腔内器官。
注射针头宜选用小号细针头。
注射药物后的小鼠自由饮水、采饲,自然光照。
2.卵巢的采集方法在注射PMSG后46h利用颈椎脱臼法处死小鼠(将供体鼠置于饲养笼上,鼠爪自然抓紧笼上铁支架,此时一只手拉紧鼠尾,另一只手食指与拇指压紧鼠颈部,或用镊子压紧颈部即可致死,此为引颈法。
用75%酒精喷湿鼠全身以消毒并防止毛发飞扬)。
将小鼠头部固定,用力牵拉鼠尾,可感到颈椎部位脱臼的振动;也可用食指和拇指直接掐断颈椎致死。
然后用图钉将小鼠呈仰卧姿势固定于小木板上或鼠解剖台上。
图1-1 小鼠的固定将处死并固定好的小鼠,在下腹部中间剪开1个小口,一只手抓住鼠尾,另一只手抓住切开的皮肤向头部牵拉直至充分暴露腹部(图1-2)。
剪开腹膜,向前方揭去肠胃内脏,即暴露出生殖器官,可在肾脏后方看到两侧呈乳白色的卵巢及与输尿管相平行的两子宫角(图1-3)。
doi:10 11920/xnmdzk 2023 03 002GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达及亚细胞定位王㊀甜1ꎬ黄显朋1ꎬ朱洪阳1ꎬ吉文汇1ꎬ2ꎬ付㊀伟1ꎬ2ꎬ殷㊀实1ꎬ2ꎬ兰道亮1ꎬ2(1.西南民族大学畜牧兽医学院ꎬ四川成都㊀610041ꎻ2.青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部重点实验室ꎬ四川成都㊀610041)摘㊀要:旨在探究GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达规律及亚细胞定位.通过卵母细胞体外培养技术㊁qPCR技术及免疫荧光技术测定GPR50在小鼠不同时期卵母细胞的转录水平及亚细胞定位.结果表明ꎬ所建立的qPCR方法敏感性高㊁特异性强㊁重复性好且检测效率高ꎬ可用于测定GPR50在小鼠卵母细胞中转录水平的表达ꎻGPR50在不同阶段小鼠卵母细胞中均有表达ꎬ生发泡破裂(GVBD)后ꎬGPR50的表达量显著高于GV期(P<0.05)ꎻ随着卵母细胞的发育ꎬ其表达量不断增高ꎬ到MII期达到顶峰ꎬ极显著高于GV㊁GVBD及MI期(P<0.01).随着卵母细胞的发育ꎬGPR50大量表达于细胞质和细胞膜ꎬ但在成熟卵母细胞中ꎬGPR50主要集中分布于细胞膜.以上结果说明ꎬGPR50在小鼠卵母细胞体外成熟中发挥重要的作用ꎬ为解析GPR50在哺乳动物卵母细胞体外成熟进程的分子机制奠定了基础.关键词:GPR50ꎻ小鼠卵母细胞ꎻ体外成熟ꎻ转录水平表达ꎻ亚细胞定位中图分类号:Q26㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:2095 ̄4271(2023)03 ̄0245 ̄10收稿日期:2023 ̄01 ̄04通信作者:兰道亮(1984-)ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士ꎬ研究方向:动物遗传育种与繁殖及胚胎工程.E-mail:landaoliang@163.com基金项目:国家重点研发计划(2021YFD1600200)ꎻ国家自然科学基金-面上项目(31872361)ꎻ西南民族大学研究生创新型科研项目(CX2021SZ58)ExpressionandsubcellularlocalizationofGPR50duringinvitromaturationofmouseoocytesWANGTian1ꎬHUANGXian ̄peng1ꎬZHUHong ̄yang1ꎬJIWen ̄hui1ꎬ2ꎬFUWei1ꎬ2ꎬYINShi1ꎬ2ꎬLANDao ̄liang1ꎬ2(1.SchoolofAnimal&VeterinarySciencesꎬSouthwestMinzuUniversityꎬChengdu610041ꎬChinaꎻ2.MinistryofEducationKeyLaboratoryofQinghai ̄TibetPlateauAnimalGeneticResourceandUtilizationꎬSouthwestMinzuUniversityꎬChengdu610041ꎬChina)Abstract:InordertoexploretheexpressionpatternandsubcellularlocalizationofGPR50intheinvitromaturation(IVM)ofmouseoocytesꎬthetranscriptionallevelandsubcellularlocalizationofGPR50inmouseoocytesatdifferentstagesweredeter ̄minedbyinvitrooocytecultureꎬqPCRandimmunofluorescencetechnology.TheresultsshowedthattheestablishedqPCRmeth ̄odhadhighsensitivityꎬstrongspecificityꎬgoodreproducibilityandhighdetectionefficiencyꎬwhichcouldbeusedtodeterminetheexpressionofGPR50transcriptionlevelinmouseoocytes.GPR50wasexpressedinmouseoocytesatdifferentdevelopmentstages.Aftergerminalvesiclebreakdown(GVBD)ꎬtheexpressionofGPR50wassignificantlyhigherthanthatinGVstage(P<0.05).WiththedevelopmentofoocytesꎬtheexpressionofGPR50increasedcontinuouslyꎬandreachedthepeakinMIIstageꎬwhichwassignificantlyhigherthanthatinGVꎬGVBDandMIstages(P<0.01).WiththedevelopmentofoocytesꎬGPR50wasabundantlyexpressedinthecytoplasmandcellmembraneꎬbutinmatureoocytesꎬGPR50wasmainlyconcentratedinthecellmembrane.TheseresultsindicatedthatGPR50playedanimportantroleintheIVMofmouseoocytesꎬwhichlaidthefoundationforanalyzingthemolecularmechanismofGPR50intheIVMprocessofmammalianoocytes.西南民族大学学报(自然科学版)第49卷Keywords:GPR50ꎻmouseoocyteꎻinvitromaturationꎻtranscriptionallevelexpressionꎻsubcellularlocalization㊀㊀G蛋白偶联受体(GPCRs)ꎬ也称为7次跨越蛋白(7TM)ꎬ是最丰富的细胞膜受体之一ꎬ具有约800个成员.GPCR不仅能与同聚体互作ꎬ也能与异聚体相互作用[1]ꎬ介导了机体内80%的跨膜信号转导.迄今为止ꎬ大约100个GPCRs未鉴定出其内源配体ꎬ被称为孤儿GPCR.G蛋白偶联受体50(GPR50)作为一种孤儿GPCRꎬ被证明与褪黑素(melatoninꎬMT)受体MT1和MT2具有高度同源性[2]ꎬ因此也被称为褪黑素相关受体.虽然不与褪黑素结合ꎬ但GPR50可与MT1及MT2形成异二聚体ꎬ并通过影响MT1介导的相关信号通路而发挥作用[3].GPR50受体具有七个疏水段和一个亲水性羧基尾ꎬ其显著特征是氨基末端和额外的细胞环中没有N-连接的糖基化共有位点ꎬ同时具有一个含有三个多态性位点的C端长链.GPR50被证实在小鼠和兔等动物的多个器官和组织中表达ꎬ尤其在脑和生殖器官中表达量较高[4].GPR50参与糖皮质激素受体(GR)信号通路㊁瘦素(leptin)信号通路㊁NOGO-A及RhoA/ROCK信号通路等多条通路ꎬ其生理功能受到广泛关注.据报道ꎬGPR50与双相情感障碍㊁脂质代谢㊁产热㊁脂肪生成和神经元发育有关[5]ꎬ也被认为是抑郁症等精神疾病治疗的重要靶点[6].在最新的研究中ꎬY.Chen[7]等人发现GPR50具有促进牦牛卵母细胞成熟的潜在作用ꎬ但GPR50是否在哺乳动物卵母细胞成熟发挥作用还有待证明.哺乳动物卵母细胞的成熟涉及多个细胞事件ꎬ包括生发泡破裂(GVBD)㊁染色体凝聚㊁纺锤体的形成和迁移[8].据报道ꎬ参与卵母细胞成熟的分子通路主要有Ca2+信号通路[9]㊁MAPK信号通路[10]㊁Sirt1-Nrf2-CyclinB1信号通路[11]㊁SUMO通路[12]等ꎬ解析哺乳动物卵母细胞成熟的分子机制成为近年来研究的热点.为研究GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟过程中的分子机制ꎬ利用qPCR及免疫荧光技术研究GPR50在小鼠卵母细胞发育过程中的动态表达规律及亚细胞定位ꎬ为研究GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟中的作用奠定基础ꎬ同时也为丰富哺乳动物卵母细胞成熟的分子机制提供依据.1㊀材料与方法1.1㊀材料本试验所用小鼠(Musmusculus)均为6~8周龄无特定病原体(SPF)级别的ICR小鼠ꎬ购自成都达硕实验动物有限公司.所用牦牛卵巢由成都青白江屠宰场提供ꎬ兔卵巢和鸡卵巢由西南民族大学畜牧兽医学院兰道亮课题组提供.1.2㊀方法1.2.1㊀小鼠卵母细胞的收集与培养经腹腔注射10IU孕马血清促性腺激素(PMSG)44~48h后ꎬ用脱臼法处死小鼠并取卵巢置于37ħ预热的㊁含1%青链霉素的磷酸盐缓冲液(PBS)中.在体式显微镜下用1mL注射器扎破卵泡ꎬ使小鼠卵巢内容物流出.收集生发泡(GV)时期卵母细胞ꎬ将其置于预热2h的成熟培养液中进行培养.成熟培养液用培养用油覆盖ꎬ其配方为:M2培养液㊁10IU/mL促卵泡激素(FSH)㊁10IU/mL黄体生成素(LH)㊁20μg/mL雌二醇(E2)㊁10%胎牛血清(FBS)㊁1%双抗.分别在培养0㊁4㊁8㊁14h收集GV㊁GVBD㊁第一次减数分裂(MI)及第二次减数分裂(MII)期卵母细胞.裸卵清洗后直接用于后续实验或保存至-80ħꎬ卵丘-卵母细胞复合物置于0.2%的透明质酸酶中于37ħ消化3~5minꎬ除去颗粒细胞后用于后续实验或保存至-80ħ.1.2.2㊀引物的设计和合成在GenBank下载小鼠(Musmusculus)的GPR50(NM_010340.2)㊁GAPDH(NM_008084.3)基因序列ꎬ用PrimerPremier5设计引物ꎬ引物序列如表1所示.6对引物均由上海生工生物工程有限公司合成.1.2.3㊀总RNA的提取㊁反转录和PCR使用OmegaE.Z.N.A MicroEluteTotalRNAKit提取各时期小鼠卵母细胞的总RNAꎬ再利用Exon ̄ScriptRTSuperMixwithdsDNase进行反转录ꎬ体系为TotalRNA13μL㊁5ˑReactionMix∗44μL㊁SupremeEnzymeMix3μLꎬ反应程序为25ħ10minꎬ55ħ15minꎬ85ħ5min.普通PCR体系为2ˑTaqAdvanced642第3期王甜ꎬ等:GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达及亚细胞定位㊀PCRMasterMix12.5μL㊁ForwardPrimer0.5μL㊁Re ̄versePrimer0.5μL㊁ddH2O9.5μL㊁cDNA2uLꎬ反应程序为94ħ3minꎬ94ħ30sꎬ60ħ30s㊁70ħ30s/kb(25~35cycles)ꎬ70ħ5min.表1㊀引物序列信息Table1㊀Primersequenceinformation基因序号引物名称引物序列(5ᶄң3ᶄ)产物长度/bpGPR501234GPR50-F5ᶄ-TTCTTATGATTGGTAGCCC-3ᶄGPR50-R5ᶄ-TATGATACATCTCAGGTTTTC-3ᶄGPR50-F5ᶄ-CCACCACTGTTGACTATCTCG-3ᶄGPR50-R5ᶄ-AAGCAGGGGAAACTGAAATC-3ᶄGPR50-F5ᶄ-CCTCTATCCACCACAAGTCTA-3ᶄGPR50-R5ᶄ-ATCATCATCAATAAGCACGAC-3ᶄGPR50-F5ᶄ-GGACCTACAAAGGCGGTTCC-3ᶄGPR50-R5ᶄ-TTGCCAGAATTTCGGAGCTTC-3ᶄ416309515188GAPDH12GAPDH-F5ᶄ-AGGGTGGAGCCAAAAGGGTC-3ᶄGAPDH-R5ᶄ-TTGCTGTTGAAGTCGCAGGAGA-3ᶄGAPDH-F5ᶄ-CCCCCAATGTGTCCGTCGT-3ᶄGAPDH-R5ᶄ-GGTGGTCCAGGGTTTCTTACTC-3ᶄ5293151.2.4㊀qPCR体系的建立及优化qPCR的初始反应体系为2ˑFastSYBRGreenqPCRMasterMixUDG10μL㊁10μMForwardPrimer0.4μL㊁10μMReversePrimer0.4μL㊁cDNA2μL㊁PCR-gradeWater7.2μLꎬ反应程序为50ħ2min㊁94ħ10min㊁95ħ3min㊁95ħ5s㊁60ħ30s(40cy ̄cles).用不同的引物进行普通PCRꎬ选出最佳的引物ꎻ以最佳引物为基础ꎬ在不同引物浓度(0.1㊁0.2㊁0.3㊁0.4㊁0.5μM)进行qPCRꎬ找到最佳的引物浓度ꎬ以此优化所建立的qPCR反应体系和程序.1.2.5㊀标准曲线的绘制以小鼠GV期卵母细胞的cDNA为模板ꎬ将其以10倍比稀释并用100~10-45个浓度以1.2.4得到的方法进行qPCR.记录各个浓度的Ct值ꎬ以cDNA浓度为横坐标ꎬCt值为纵坐标ꎬ绘制标准曲线ꎬ分析模板浓度与Ct值的线性关系.1.2.6㊀敏感性的测定以GV期卵母细胞的cDNA为模板ꎬ将100~10-56个浓度的cDNA分别进行qPCR和普通PCR.比较两种方法的最低检测稀释度ꎬ以评估所建立方法的敏感性.1.2.7㊀特异性的测定分别提取GV期小鼠㊁牦牛㊁鸡及兔卵母细胞RNAꎬ反转录后进行qPCR检测各样本的GPR50表达情况ꎬ以评估该方法的特异性.1.2.8㊀重复性的测定以3组GV期小鼠卵母细胞的cDNA为模板进行qPCRꎬ分别进行3次组内重复和组间重复ꎬ记录样品对应的Ct值.组内重复性是指各个样品的平均值㊁标准差和变异系数ꎬ组间重复是指3个样品间的平均值㊁标准差和变异系数.通过对组内重复性和组间重复性的分析ꎬ评估该方法的重复性.1.2.9㊀qPCR检测GPR50在小鼠卵母细胞的动态表达利用1.2.3的方法提取小鼠各时期卵母细胞的总RNAꎬ并将其反转录为cDNAꎬ利用优化后的qPCR方法ꎬ测定GPR50在小鼠卵母细胞减数分裂4个阶段的动态表达.1.2.10㊀GPR50在小鼠卵母细胞的免疫荧光染色将各时期卵母细胞置于固定液中固定30minꎬ清洗3次后在透膜液中透膜20minꎻ用含1%牛血清蛋白(BSA)的PBS中清洗3次后ꎬ将卵母细胞转移至封闭液中封闭15minꎻ清洗后将卵母细胞转移至GPR50Polyclonalantibody(1ʒ250)中ꎬ4ħ孵育过夜ꎻ洗涤卵母细胞3次ꎬ将其转移至CoraLite488-conjugatedGoatAnti-RabbitIgG(H+L)(1ʒ500)中ꎬ在室温下742西南民族大学学报(自然科学版)第49卷孵育1h.清洗卵母细胞ꎬ并将其置于DAPI溶液中染核ꎻ2min后清洗卵母细胞ꎬ并用抗荧光淬灭剂封片ꎬ整个过程在避光条件下进行.1.2.11㊀数据的统计分析使用Excel2016进行标准曲线线性回归分析和平均值㊁标准差和变异系数分析ꎬ使用LightCycler96软件和2-ΔΔCt法进行qPCR数据分析ꎬ使用GraphPadPrism9进行单因素方差分析.所有试验均进行3次重复以保证数据的可靠性.2㊀结果2.1㊀小鼠卵母细胞的收集和培养在成熟培养液中培养0㊁4㊁8㊁14hꎬ分别得到GV㊁GVBD㊁MI及MII时期卵母细胞(图1).(a)(b)(c)(d)图1㊀不同时期的小鼠卵母细胞(200´)Fig.1㊀Mouseoocytesatdifferentstages(200´)注:(a):GV期卵母细胞ꎻ(b):GVBD期卵母细胞ꎻ(c):MI期卵母细胞ꎻ(d):MII期卵母细胞Note:(a):GVstageoocyteꎻ(b):GVBDstageoocyteꎻ(c):MIstageoocyteꎻ(d):MIIstageoocyte2.2㊀qPCR体系的建立及优化2.2.1㊀最优引物的筛选用不同的引物进行普通PCRꎬ得到6个不同的条带(图2).由图2可知ꎬ各条带的长度与引物对应的扩增长度一致ꎬ表明成功扩增出目的基因和管家基因.另外ꎬ不同条带的亮度表明GAPDH和GPR50最优引物均为第2对.842第3期王甜ꎬ等:GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达及亚细胞定位㊀图2㊀各引物PCR结果Fig.2㊀PCRwitheachprimer注:M:2000Markerꎻ1:GAPDH1ꎻ2:GAPDH2ꎻ3:GPR501ꎻ4:GPR502ꎻ5:GPR503ꎻ6:GPR504Note:M:2000Markerꎻ1:GAPDH1ꎻ2:GAPDH2ꎻ3:GPR501ꎻ4:GPR502ꎻ5:GPR503ꎻ6:GPR5042.2.2㊀qPCR最优浓度的筛选以GV期小鼠卵母细胞cDNA为模板ꎬ在0.1㊁0.2㊁0.3㊁0.4㊁0.5μM五个浓度下进行qPCR.其中ꎬGPR50和GAPDH引物终浓度为0.3μM时Ct值最小(表2)ꎬ且扩增曲线出峰最早㊁信号最强(图3㊁图4)ꎬ因此将0.3μM作为所建立荧光定量PCR方法最佳的引物终浓度.表2㊀不同PCR引物终浓度的Ct值Table2㊀CtvaluesofdifferentPCRprimerconcentrationsPCR引物终浓度/μMGPR50Ct值GAPDHCt值0.136.7332.850.236.0532.430.333.8929.680.435.9629.680.536.5031.71图3㊀GPR50在不同引物终浓度条件下的扩增曲线Fig.3㊀AmplificationcurvesofGPR50usingdifferentprimerconcentrations图4㊀GAPDH在不同引物终浓度条件下的扩增曲线Fig.4㊀AmplificationcurvesofGAPDHusingdifferentprimerconcentrations㊀㊀经优化后的qPCR体系为20μLꎬ其中2ˑFastSYBRGreenqPCRMasterMixUDG10μL㊁10μMFor ̄wardPrimer0.6μL㊁10μMReversePrimer0.6μL㊁cDNA2μL㊁PCR-gradeWater6.8μLꎬ反应程序为50ħ2min㊁94ħ10min㊁95ħ3min㊁95ħ5s㊁60ħ30s(45cycles).942西南民族大学学报(自然科学版)第49卷2.3㊀标准曲线的绘制将5个稀释度的GV期卵母细胞cDNA模板进行qPCRꎬ得到的扩增曲线和溶解曲线如图(图5).生成的溶解曲线单一ꎬ溶解温度均为88ħ~89ħ.以模板浓度的对数值为横坐标ꎬCt值为纵坐标ꎬ绘制标准曲线ꎬ得到线性方程为y=-0.856x+28.374ꎬ其相关系数r2=0.988ꎬ截距为28.374(图6)ꎬ说明模板浓度和Ct值具有良好的线性关系ꎬ该方法符合预期.图5㊀溶解曲线和扩增曲线Fig.5㊀Meltingandamplificationcurves图6㊀qPCR的标准曲线Fig.6㊀StandardcurveforqPCR2.4㊀敏感性的测定将6个浓度稀释度的GV期卵母细胞cDNA分别进行qPCR和普通PCRꎬ发现qPCR的最大检测稀释度为10-4(图7)ꎬ而普通PCR的最大检测稀释度为100(图8)ꎬ表明所建立qPCR方法的敏感性优于普通PCR敏感性.图7㊀溶解曲线和扩增曲线Fig.7㊀Meltingandamplificationcurves052第3期王甜ꎬ等:GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达及亚细胞定位㊀图8㊀普通PCR灵敏度的测定Fig.8㊀GeneralPCRsensitivitydetermination注:M:2000Markerꎻ1:100ꎻ2:10-1ꎻ3:10-2ꎻ4:10-3ꎻ5:10-4ꎻ6:阴性对照Note:M:2000Markerꎻ1:100ꎻ2:10-1ꎻ3:10-2ꎻ4:10-3ꎻ5:10-4ꎻ6:negativecontrol2.5㊀特异性的测定将兔卵母细胞㊁鸡卵母细胞㊁牦牛卵母细胞及小鼠卵母细胞的cDNA以最优浓度的引物进行qPCRꎬ发现只有小鼠卵母细胞的cDNA有荧光信号(图9)ꎬ除小鼠卵母细胞以外的模板还出现非特异性扩增(图10)ꎬ证明所建立的方法特异性良好.图9㊀不同模板qPCR的扩增曲线Fig.9㊀AmplificationcurvesofqPCRwithdifferenttemplates图10㊀不同模板qPCR的溶解曲线Fig.10㊀MeltingcurvesofqPCRwithdifferenttemplates2.6㊀重复性的测定选择3个不同的GV期卵母细胞cDNA进行3次组间和组内重复性实验ꎬ发现扩增曲线和溶解曲线重合度较高(图11)ꎬ同时该qPCR方法组内变异系数在0.69%~0.82%ꎬ组间变异系数在0.10%~0.40%(表3)ꎬ均小于1%ꎬ证明所建立的qPCR方法重复性良好.152西南民族大学学报(自然科学版)第49卷图11㊀扩增曲线和溶解曲线Fig.11㊀Amplificationandmeltingcurves表3㊀重复性的测定Table3㊀Repeatabilitydetermination样品组内变异试验平均值标准差变异系数%组间变异试验平均值标准差变异系数%133.300.230.6933.300.030.10234.360.280.8234.450.070.20332.630.240.7432.500.130.402.7㊀GPR50在小鼠卵母细胞成熟过程中的动态表达利用qPCR技术检测GPR50在小鼠卵母细胞中表达情况的结果表明ꎬGPR50在不同时期卵母细胞中均有表达.生发泡破裂后ꎬGPR50表达显著增多ꎬGVBD期的表达量显著高于GV期(P<0.05)ꎻ而GVBD期发生后ꎬGPR50的表达量缓慢升高ꎻ卵母细胞减数分裂到达MI后ꎬGPR50的表达量极显著升高ꎬ在MII期表达量最高ꎬ显著高于GV㊁GVBD及MI期(P<0.01)的表达量(图12).图12㊀GPR50在小鼠卵母细胞发育过程中的动态表达Fig.12㊀DynamicexpressionofGPR50duringmouseoocytedevelopment图中误差线表示标准差.ns表示表达量差异不显著(P>0.05)ꎬ∗表示表达量差异达到显著(P<0.05)ꎬ∗∗∗表示表达量差异达到极显著(P<0.01)Theerrorbarsinthefigurerepresentthestandarddeviation.nsmeansnosignificantdifferenceinexpression(P>0.05)ꎬ∗meanssignificantdifferenceinexpression(P<0.05)ꎬ∗∗∗meansverysignificantdifferenceinexpression(P<0.01)252第3期王甜ꎬ等:GPR50在小鼠卵母细胞体外成熟进程中的表达及亚细胞定位㊀2.8㊀GPR50在小鼠卵母细胞成熟过程中的亚细胞定位免疫荧光结果表明ꎬGPR50在小鼠卵母细胞细胞核和细胞质均有表达ꎬ且随着卵母细胞的发育ꎬ表达量不断升高ꎬ到MII期表达量最高(图13)ꎬ与qPCR结果保持一致.在MII期时ꎬGPR50大量分布在细胞膜.图13㊀GPR50在小鼠卵母细胞GV(0h)㊁GVBD(4h)㊁MI(8h)及MII(14h)期的亚细胞定位Fig.13㊀SubcellularlocalizationofGPR50inmouseoocytesatGV(0h)ꎬGVBD(4h)ꎬMI(8h)andMII(14h)stages3㊀讨论㊀㊀由于RNA易降解㊁小鼠卵母细胞RNA含量低及样品收集困难等原因ꎬ利用qPCR技术在卵母细胞或胚胎中进行基因表达检测具有一定困难.针对小鼠卵母细胞㊁胚胎等微量样品的基因表达测定ꎬ建立一种高效㊁稳定且灵敏度高的qPCR体系尤为重要.引物的设计是影响qPCR质量的最关键因素之一ꎬ准确可靠的定量取决于使用有效的引物[13].本研究针对GPR50和管家基因设计了多条引物ꎬ为qPCR准确性奠定了基础.同时ꎬ对于微量mRNA的定量ꎬ最优的敏感性和重复性分析是建立在最优引物浓度的基础上.本研究以Ct值最低和荧光信号最强为标准ꎬ筛选的最优引物终浓度为0.3μMꎬ其选择标准与M.R.Green[14]等人一致.根据绘制的标准曲线ꎬ本研究模板浓度和Ct值具有良好的线性关系.本研究建立的qPCR方法敏感性优于普通PCR的敏感性ꎬ符合之前的研究结果[15-17].在对特异性的结果进行评估时ꎬ发现将兔卵母细胞㊁鸡卵母细胞及牦牛卵母细胞进行qPCR时均无法产生信号ꎬ证明该qPCR方法特异性良好.而对重复性进行评估时ꎬ组间变异系数和组内变异系数均小于1%ꎬ证明所建立的qPCR方法重复性较高ꎬ可用于后续试验.据报道ꎬGPR50在哺乳动物各组织中广泛表达ꎬ尤其在脑组织㊁生殖器官及胎盘中表达量最高[18].GrünewaldE[19]等人发现ꎬGPR50在小鼠胚胎第13d(E13)开始表达ꎬ到第18d(E18)达到峰值.而在胚胎第13d(E13)时ꎬ原始生殖细胞正处于增殖阶段ꎬ随后形成卵原细胞ꎬ之后形成原始卵泡[20].因此ꎬGPR50在卵泡的发育过程中可能发挥着重要的作用.颗粒细胞与卵母细胞可进行cGMP交换[21]ꎬcGMP进入卵母细胞后可通过影响cAMP进而影响卵母细胞的发育[22]ꎬ该过程为原始卵泡的形成奠定了基础.GPR50作为膜蛋白受体ꎬ可能间接参与了cGMP的扩散过程ꎬ同时与调控cGMP的CNP-NPR2信号通路[23]具有潜在的联系.而目前还没有学者对GPR50与卵泡发育的关系进行研究ꎬ具体的分子机制和信号通路还有待挖掘.根据姚颖[24]等人的研究ꎬGPR50基因在牦牛卵母细胞GV期就有表达ꎬ并在成熟过程中逐渐升高ꎬ在MII期达到顶峰ꎬ且极显著高于GV与GVBD期(P<0.01).本研究通过收集GV㊁GVBD㊁MI㊁MII期的小鼠卵母细胞ꎬ利用qPCR技术测定GPR50在小鼠卵母细胞发育过程中的表达情况.结果表明ꎬGPR50在小鼠卵母细胞减数分裂各阶段均有表达ꎬ其表达量随卵母细胞的发育逐渐升高且于MII期时达到顶峰ꎬ其表达规律与姚颖[24]等人的研究结果保持一致.但不同的是ꎬGV到GVBD进程中GPR50表达量显著增高ꎬGVBD到MI进程中GPR50表达量缓慢升高ꎬMI到MII进程中表达量显著升高ꎬ这可能是小鼠和牦牛物种差异导致的结果.本研究对GPR50在小鼠卵母细胞发育过程的亚细胞定位研究得知ꎬGPR50在细胞质和细胞膜广泛表达ꎬ且随着卵母细胞的发育ꎬGPR50表达量逐渐升高ꎬ在成熟卵母细胞中广泛分布在细胞膜区域.姚颖[24]等人发现ꎬGPR50在牦牛卵母细胞中的分布主要集中于细胞膜ꎬ且随着卵母细胞的发育逐渐向细胞质弥散352西南民族大学学报(自然科学版)第49卷分布ꎬ而在小鼠卵母细胞中ꎬGPR50广泛分布在细胞质和细胞膜ꎬ这可能是小鼠和牦牛物种差异导致的结果.同时ꎬGPR50在CA1-3锥体细胞㊁齿状回的颗粒细胞及神经元相关细胞的分布主要集中于细胞膜和细胞质[19ꎬ25]ꎬ与GPR50在卵母细胞的亚细胞定位一致ꎬ这表明GPR50作为膜受体蛋白在细胞信号传导过程中具有重要的作用.4㊀结论㊀㊀本研究基于GPR50基因和小鼠卵母细胞建立了一种准确高效的实时荧光定量PCR方法ꎬ该方法重复性高㊁特异性强㊁灵敏度高ꎬ可用于GPR50在小鼠各时期卵母细胞相对表达量的测定ꎻ随着卵母细胞的发育ꎬGPR50在小鼠卵母细胞的表达量逐渐增高ꎬ到MII期到达顶峰ꎻGPR50主要分布于小鼠卵母细胞的细胞质和细胞膜.本研究结果为解析GPR50在小鼠卵母细胞减数分裂进程的分子机制提供依据.参考文献[1]MAURICEPꎬGUILLAUMEJLꎬBENLEULMI-CHAACHOUAAꎬetal.GPCR-interactingproteinsꎬmajorplayersofGPCRfunction[J].AdvancesinPharmacologyandPharmacyꎬ2011ꎬ62:349-380. 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问隙连接对牛卵母细胞体外成熟的影响 弓 超,吴凯峰 (内蒙古农业大学生物工程学院,内蒙古 呼和浩特010018)
卵母细胞体外成熟培养(in vitro maturation, IVM)是指离体条件下的卵母细胞,在模拟体内的 生长环境培养,使其在体外达到成熟,其中,启动 卵原细胞和精原细胞发育的机制尚不清楚。关于 促性腺激素诱导卵母细胞恢复减数分裂的机制, Eppig[1 等曾提出2个假设:一是促性腺激素诱导 卵丘扩展使颗粒细胞与卵母细胞的间隙连接中 断,使抑制减数分裂的物质(如cAMP)向卵母细胞 的输人中断,导致减数分裂恢复;二是促性腺激素 诱导卵丘细胞产生一些因子,克服抑制物质的作 用而促使减数分裂的恢复。卵丘细胞与卵母细胞 的间隙联接对卵母细胞的发育非常重要,可为卵 母细胞输送大量的物质和能量,也可输送抑制减 数分裂的物质(如cAMP)。但体内外研究发现,卵 母细胞减数分裂恢复并不需要卵丘完全扩展,也 并非都伴有卵母细胞cAMP的减少[2],即cAMP输 入中断不一定是消除cAMP抑制的主要因素。而 FSH、Forsilin刺激体外培养的卵母细胞恢复减数 分裂,必须有卵丘细胞与卵母细胞的间隙连接存 在E3-4),以刺激卵丘细胞分泌一种减数分裂激活物 质,诱导卵母细胞恢复减数分裂。因此,促性腺激 素最有可能是诱导卵丘细胞产生阳性刺激物质而 发挥作用的。该试验主要研究牛卵母细胞体外培 养成熟最佳FSH浓度及卵丘细胞的间隙连接对卵 母细胞的成熟影响。 1试验材料与方法 1.1材料与试剂 卵巢取自内蒙古呼和浩特市回民屠宰场,置 于30-35 cI二的生理盐水中带回实验室。犊牛血清
麓蠢 j 蝮髓日强 蛾一 4 露 誊l 爱鬻 ‰鬣 棼 薯 嚣作者筏 介: 弓超( 一 男露莅读硕士研宄生'主 要磺莞方向为锁蝴凝 t生物峰。嚣 誊 ≯薯餮誊馥露警 -蘩爱 誊 §簪 通讯悔囊 炙钒晦 m_ 罱,谖阏,桓谖博士研莞强 生 开究方向为 物发育生物学’E二n磕il .即觯ll26・
低氧分压通过低氧诱导因子(HIF)影响卵母细胞的体外成熟和早期胚胎的发育刘晓淋;杜凤娇;雷钏;阮秋燕;吴柱连;孙洪亮;赵鑫;邓彦飞;陆凤花【摘要】卵母细胞和早期胚胎的体外培养(IVC)是哺乳动物胚胎工程的一项关键技术,是生殖生物学和转基因与克隆技术等生物技术研究的基础.影响卵母细胞和早期胚胎体外培养的因素包括培养液组成成分、离子浓度和渗透压,培养环境气相组成和温度等.最近研究表明,培养系统中的氧分压可以显著影响胚胎的发育,而这种影响主要由低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)进行调控.作者综述了氧分压及HIF对卵母细胞和早期胚胎体外发育的影响,并对HIF的结构及调控机制进行讨论,为研究低氧培养技术在卵母细胞和早期胚胎体外培养中的应用提供依据.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2015(042)006【总页数】7页(P1559-1565)【关键词】低氧诱导因子;氧分压;卵母细胞;早期胚胎【作者】刘晓淋;杜凤娇;雷钏;阮秋燕;吴柱连;孙洪亮;赵鑫;邓彦飞;陆凤花【作者单位】广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;广西大学,亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004【正文语种】中文【中图分类】S814.6近年来,虽然胚胎体外培养技术取得了长足进展,但研究结果表明,体外培养胚胎的发育与体内胚胎相比,存在显著差异。