GAS1通过PI3K/AKT通路调控牛颗粒细胞增殖、凋亡及类固醇激素分泌的机制研究

本研究针对GAS1基因在牛颗粒细胞(GCs)中的调控机制展开探索，通过RNA测序、EdU/CCK8增殖检测等技术，首次揭示GAS1通过PI3K/AKT通路调控颗粒细胞线粒体功能、氧化还原稳态及P4/E2激素分泌的分子机制，为改善卵泡发育和雌性动物生育力提供理论依据。

　　

在哺乳动物生殖生物学领域，卵泡发育的精确调控始终是研究的核心难题。作为卵泡中的"营养工厂"，颗粒细胞(Granulosa cells, GCs)不仅构成卵泡细胞群的主体，更是孕酮(P₄)和雌二醇(E₂)的主要来源。这些激素如同精密交响乐中的指挥棒，协调着卵泡发育的每个节拍。然而现实中，许多雌性动物常面临卵泡发育异常、排卵障碍等生殖问题，其背后机制犹如未解之谜。尤其令人困惑的是，生长停滞特异性蛋白1(GAS1)虽已知参与细胞周期调控，但其在颗粒细胞中的"多重身份"——如何同时影响激素分泌、线粒体功能乃至氧化还原平衡，仍是一片亟待探索的"黑暗大陆"。

吉林大学的研究团队在《Theriogenology》发表的研究中，首次绘制了GAS1在牛颗粒细胞中的功能图谱。通过构建GAS1特异性siRNA干扰模型，结合转录组测序、流式细胞术等技术，研究人员如同手持"分子探针"，逐步揭开了GAS1通过PI3K/AKT通路调控颗粒细胞生理活动的神秘面纱。特别值得注意的是，实验采用不同直径(3-6mm、>6-8mm)的牛卵泡颗粒细胞作为研究对象，通过CCK8检测、ATP含量测定等技术手段，构建了从基因到表型的完整证据链。

【GAS1调控牛颗粒细胞增殖、凋亡及类固醇激素代谢】
当研究人员"沉默"GAS1基因后，颗粒细胞展现出惊人的"活力爆发"：EdU检测显示增殖率显著提升，而流式细胞术揭示凋亡率明显下降。更令人称奇的是，激素检测显示P₄及其合成关键基因StAR、HSD3B1表达降低，而E₂及其合成限速酶CYP19A1却逆向升高。这种"跷跷板效应"暗示GAS1可能是激素平衡的"分子开关"。

【线粒体功能与氧化还原稳态的调控】
研究团队进一步发现，GAS1抑制后颗粒细胞的"能量工厂"线粒体呈现功能增强：ATP产量提升，线粒体动态平衡相关蛋白MFN1、MFN2、DRP1和PARKIN表达改变。与此同时，活性氧(ROS)水平下降而过氧化氢酶(CAT)活性升高，显示细胞获得更强的"抗氧化盔甲"。

【PI3K/AKT通路的枢纽作用】
当研究人员使用LY294002阻断PI3K/AKT通路时，GAS1抑制引发的激素变化被显著逆转，犹如按下"复位键"。这一发现明确将GAS1置于PI3K/AKT信号网络的"上游调控点"位置。

这项研究如同拼齐了卵泡发育调控拼图的关键一块：GAS1通过PI3K/AKT通路，同时调控颗粒细胞的增殖凋亡、线粒体功能、氧化还原稳态和类固醇激素合成。这不仅解释了卵泡选择过程中激素水平变化的分子基础，更为提高家畜繁殖效率提供了新靶点——通过精准调控GAS1表达，有望开发出改善卵泡发育和排卵率的新型生殖技术。正如研究者Wenjie Yu等指出，该发现对理解多囊卵巢综合征等生殖障碍的发病机制也具有启示意义，为未来生殖医学研究开辟了新视角。