关键词:
贵州黑山羊
COL1A1基因
颗粒细胞
细胞增殖
产羔性能
摘要:
贵州黑山羊(Capra hircus)是贵州省地方三大品种之一,是人工选育和自然选择的产物,具有适应性好、抗病力强、耐粗饲和肉品质优良等特点,广受养殖户及消费者喜爱。但贵州黑山羊产羔数偏低,繁殖成本高,严重制约着肉羊产业发展。研究发现,I型胶原蛋白α1链(Collagen type I alpha 1 chain,COL1A1)作为细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)I型胶原蛋白的重要组成成分,在维持人及动物卵巢正常功能中发挥作用,与动物繁殖性状密切相关,然而COL1A1基因在影响贵州黑山羊卵泡发育及卵巢细胞增殖和凋亡中的作用并不清楚。因此,为研究COL1A1基因与贵州黑山羊繁殖力间的关系,分析其对卵巢颗粒细胞增殖和凋亡的影响,论文以贵州黑山羊为研究对象,运用RTq PCR技术检测COL1A1基因在单羔、多羔贵州黑山羊性腺轴组织中m RNA的表达水平;通过免疫组化和Western blot检测COL1A1蛋白在单羔、多羔贵州黑山羊卵巢组织中表达及定位;随后分离培养卵巢颗粒细胞,构建COL1A1基因干扰和过表达载体,转染至卵巢颗粒细胞中,通过RT-q PCR、Western blot、CCK-8、细胞划痕、流式细胞术等技术检测COL1A1基因不同表达水平对产羔相关基因的影响、颗粒细胞增殖、迁移、周期、ROS水平、以及凋亡指标蛋白和PI3K/AKT/m TOR通路蛋白表达的影响。主要研究结果如下:***1A1基因在多羔组贵州黑山羊性腺轴组织中的表达水平显著高于单羔组在同期发情处理的前提下,从形态学上来看,多羔组贵州黑山羊卵巢组织明显比单羔组体积更大,卵泡发育更为成熟;RT-q PCR试验结果发现,COL1A1基因在多羔组卵巢、下丘脑、垂体和输卵管组织中的表达均极显著高于单羔组(P<0.01),且在多羔组卵巢中的表达量最高;免疫组化及Western blot试验结果表明,COL1A1蛋白在单羔和多羔卵巢组织各级卵泡、卵巢细胞、结缔组织中均有表达,且在多羔组卵巢中高表达(P<0.01)。以上结果暗示COL1A1的表达量可能与山羊繁殖率呈正相关关系,在维持卵巢组织结构和卵泡发育中发挥积极作用。2.成功构建了COL1A1基因过表达载体和干扰载体论文通过重叠延伸PCR-酶切酶连法构建COL1A1基因过表达载体,双酶切鉴定、测序鉴定、RT-q PCR及Western blot试验结果表明,论文成功构建了pc DNA3.1(+)-COL1A1真核表达载体。根据sh RNA设计原则,构建4个干扰COL1A1基因表达的干扰载体,并通过绿色荧光蛋白发光强度、RT-q PCR及Western blot检测不同干扰载体对COL1A1基因和蛋白的抑制效率,结果表明sh RNA-COL1A1-2为抑制COL1A1基因表达的最佳干扰载体。上述结果为后续验证COL1A1基因不同表达水平影响颗粒细胞的生物学功能奠定基础。3.过表达和干扰COL1A1基因严重影响了颗粒细胞的表型及产羔相关基因的表达CCK-8、细胞划痕、流式细胞及活性氧检测试验结果表明:COL1A1基因在颗粒细胞中的过表达,显著促进了颗粒细胞的增殖能力(P<0.01)、迁移能力(P<0.05),改变了细胞周期进程,降低了细胞中ROS的水平(P<0.01);而下调COL1A1基因的表达,显著抑制了颗粒细胞的增殖(P<0.01)、迁移(P<0.05),改变细胞周期进程,促进细胞内ROS水平升高(P<0.05)。此外,RT-q PCR结果表明,上调COL1A1基因的表达,能促进颗粒细胞中产羔相关基因GDF9、BMP15和FSHβ的表达水平(P<0.01),而干扰COL1A1基因的表达,上述基因表现出明显相反的表达结果。以上结果说明,COL1A1基因与山羊颗粒细胞增殖、迁移和产羔基因的表达正相关,与细胞中ROS水平负相关。***1A1基因通过调控PI3K/AKT/m TOR通路影响颗粒细胞的增殖和凋亡对COL1A1基因影响颗粒细胞的增殖和凋亡的信号通路研究发现,上调COL1A1基因在颗粒细胞中的表达水平,促进了p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-m TOR/m TOR比值及细胞增殖相关蛋白PCNA的表达(P<0.05),抑制了凋亡相关蛋白BAX、Caspase-3和Caspase-9的表达(P<0.05);而下调COL1A1基因的表达,p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、pm TOR/m TOR、BAX、Caspase-3和Caspase-9蛋白,则具有相反的表达模式。综上可见,COL1A1基因可能通过激活PI3K/AKT/m TOR通路蛋白的表达,调节PCNA、BAX、Caspase-3和Caspase-9蛋白的表达来调控颗粒细胞的增殖、迁移、周期和RO