Kisspeptin 调控滩羊卵巢颗粒细胞功能新机制:下调 let-7b 激活 ERK/PI3K-Akt 通路

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Domestic Animal Endocrinology 1.9

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  为探究 kisspeptin 对滩羊卵巢颗粒细胞(GCs)功能的调控机制,研究人员开展研究。结果发现 let-7b 通过靶向 ITGB7 抑制 GCs 孕酮分泌和细胞增殖、促进凋亡,kisspeptin 则通过下调 let-7b 上调 ITGB7 发挥相反作用。该研究为生殖调控技术发展奠定基础。

  在动物繁殖的奇妙世界里,生殖调控机制一直是科学家们深入探索的领域。Kisspeptin 作为一种关键的调节因子,在动物繁殖过程中扮演着重要角色。它不仅是 GnRH 释放的中枢调节者,还在大脑中对动物繁殖进行着核心调控,甚至直接参与性腺内的配子发生过程。以往研究发现,低剂量的 kisspeptin 能增强人类卵巢细胞活力、促进细胞增殖、增加孕酮(P4)和雌二醇分泌并抑制细胞凋亡 ,在牛、猪、鸡等动物的卵泡颗粒细胞中也发现其能促进孕酮生成,还能激活 PI3K/Akt 和 ERK 信号通路来推动卵巢细胞增殖、缓解细胞凋亡和氧化应激。然而,在滩羊这一独特的物种中,kisspeptin 调控卵巢颗粒细胞(GCs)的分子机制却如同神秘的面纱,尚未被揭开。
与此同时,miRNAs 在卵巢 GCs 的卵泡发育、类固醇激素分泌和细胞增殖等过程中的关键作用逐渐被人们认识。许多研究表明,激素可以通过介导 miRNA 的表达来调控卵巢 GCs 的功能。研究人员前期的测序结果显示,kisspeptin 处理滩羊卵巢 GCs 后,一些 miRNAs 的表达发生显著变化,尤其是 let-7b 表达下调,同时关键 mRNAs 的表达上调。而且,let-7b 在多种细胞类型中展现出抑制增殖和分化的能力,比如在 MC3T3-E1 细胞中抑制增殖和分化,在肝癌(HCC)细胞中促进凋亡。在体内实验中,给 21 日龄小鼠灌胃邻苯二甲酸二(2 - 乙基己基)酯(DEHP)后,小鼠卵巢中 let-7b 表达显著增加,进而抑制卵泡颗粒细胞增殖、损害卵巢功能。另外,在多浪羊的卵泡颗粒细胞中,RNA 结合蛋白 Lin28B 能抑制 let-7b 表达,从而显著增强细胞活力和增殖能力。在对藏羊不同阶段卵泡的高通量测序中也发现,早期闭锁卵泡中 let-7b 表达升高。这些都暗示着 let-7b 在卵泡发育过程中,对细胞增殖和凋亡的调控起着至关重要的作用。

此外,ERK 和 PI3K-AKT 信号通路在调节雌激素活性、类固醇激素生成、卵泡发育、排卵、细胞增殖和凋亡等方面都有着不可或缺的地位。研究人员的测序结果还显示,kisspeptin 处理后关键 miRNAs 的靶基因主要富集在 ERK/PI3K-Akt 信号通路。基于以上种种发现,研究人员大胆假设,kisspeptin 可能通过下调 let-7b 并上调其靶基因的表达,借助 ERK/PI3K-Akt 信号通路来调控 GCs 的功能。为了验证这一假设,宁夏大学的研究人员开展了一系列研究,他们的研究成果发表在《Domestic Animal Endocrinology》杂志上,这一研究成果为深入理解 kisspeptin 调控滩羊卵巢 GCs 功能的分子机制带来了新的曙光,也为未来基于 kisspeptin 的滩羊生殖调控技术发展奠定了重要基础。

研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。他们首先从滩羊卵巢中分离并培养卵巢颗粒细胞(GCs),这是后续实验的基础。接着,通过转染 let-7b 模拟物(mimics)和抑制剂来改变细胞内 let-7b 的表达水平。利用 EdU 检测细胞增殖情况,通过流式细胞术分析细胞周期和凋亡,采用定量 PCR(qPCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测相关基因和蛋白质的表达,以此来探究各个因素之间的关系和作用机制。

Let-7b 抑制孕酮分泌和 GCs 增殖并促进 GCs 凋亡


研究人员用 let-7b 模拟物和抑制剂处理 GCs,以此观察孕酮(P4)水平、细胞增殖、细胞周期和凋亡情况。ELISA 检测结果显示,与抑制剂阴性对照(NC)组相比,let-7b 抑制剂组转染后 P4 活性显著增加(P < 0.01) ,且 ELISA 检测的批内变异系数(CV)为 0.52 - 7.17 %。let-7b 抑制剂能够显著上调类固醇相关基因 STAR、CYP11A1(细胞色素 P450 家族 11)的表达水平。这表明 let-7b 在滩羊卵巢 GCs 中,对孕酮分泌和细胞增殖有着抑制作用,同时会促进细胞凋亡。

讨论


本次研究深入探究了 kisspeptin 和 let-7b 对滩羊 GCs 活性的调控机制。研究人员之前的研究已表明,kisspeptin 能显著增加滩羊卵巢 GCs 中孕酮的分泌,增强细胞增殖,减少细胞凋亡,并下调 let-7b 的表达。而在本次研究中发现,let-7b 会抑制类固醇激素分泌、抑制 GCs 增殖并促进细胞凋亡。孕酮在动物生殖过程中起着重要的调节作用,它的分泌和细胞增殖、凋亡的平衡对于维持卵巢正常功能至关重要。此次研究揭示了 kisspeptin 通过下调 let-7b,上调 ITGB7,进而激活 ERK/PI3K-Akt 信号通路,最终促进类固醇生成、细胞增殖并抑制细胞凋亡的分子机制。这一发现为理解 kisspeptin 调控滩羊卵巢 GCs 功能提供了全新的视角,也为未来开发基于 kisspeptin 的滩羊生殖调控新技术提供了理论依据,有望推动滩羊养殖产业在繁殖技术方面的进一步发展。

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