卵泡刺激素的研究进展
卵泡发育相关信号通路的研究进展
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黄体形成及退化与 女 性 生 殖 健 康 密 切 相 关,深 入 探
究卵泡发育相关信号通路对阐释卵泡发育异常相关
疾病的发病机制、治 疗 靶 点 具 有 重 要 意 义. 本 文 将
发生及发育的机制综述如下.
1 与卵母细胞减数分裂相关的信号通路
在女 性 性 成 熟 之 前,卵 母 细 胞 停 滞 于 第 一 次 减
摘 要 卵泡是产生成熟卵子、分泌女性激素的基本功能单位,其 发 生 发 育 是 一 个 连 续 的 动 态 过 程,涉 及 诸 多 信 号 通
路和激素调节作用.卵泡发育与女性生殖健康密切相关,然而,目前针对卵泡的研究仍局限于单靶点单 通 路,缺 乏 系
统的分子网络机制.大量研究提 示,参 与 调 控 卵 泡 发 育 的 信 号 通 路 所 涉 及 的 生 物 学 过 程 主 要 包 括 卵 母 细 胞 减 数 分
FSH抑制大鼠卵泡颗粒细胞Hippo信号通路促进雌激素合成
FSH抑制大鼠卵泡颗粒细胞Hippo信号通路促进雌激素合成陈泰任;吴梦静;董玉婷;孔斌;蔡玉芳;黑常春;吴凯;赵承军;常青【期刊名称】《宁夏医科大学学报》【年(卷),期】2022(44)6【摘要】目的研究卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)是否通过Hippo信号通路促进大鼠卵泡颗粒细胞芳香化酶(CYP19A1)的表达和雌激素合成。
方法体外分离培养大鼠原代培养卵泡颗粒细胞(GCs)24 h后,HE染色和免疫荧光法观察GCs生长情况和纯度。
随后将GCs分为4组:对照组(无干预)、FSH组(0.3 IU·mL^(-1))、VP组(10μg·mL^(-1) Verteporfin,YAP的特异性抑制剂)、VP+FSH组(0.3 IU·mL^(-1) FSH+10μg·mL^(-1) Verteporfin),继续干预24 h。
通过Western blot观察Hippo信号通路关键因子LATS1、P-LATS1、YAP、P-YAP和CYP19A1在GCs中的表达情况。
采用ELISA测定GCs的雌二醇(estradiol,E2)浓度。
结果Western blot结果显示,FSH可以促进GCs中LATS1、YAP和CYP19A1的表达,VP可抑制LATS1、YAP和CYP19A1的表达;在VP+FSH组中,LATS1、YAP和CYP19A1的表达较FSH组低,较VP组高(P均<0.05)。
ELISA结果显示,FSH组E2浓度升高,VP组E2浓度降低,VP+FSH组的E2浓度较FSH组降低,较VP组升高(P均<0.05)。
结论FSH通过抑制大鼠卵泡GCs的Hippo信号通路,促进CYP19A1的表达与雌激素的合成。
【总页数】5页(P580-583)【作者】陈泰任;吴梦静;董玉婷;孔斌;蔡玉芳;黑常春;吴凯;赵承军;常青【作者单位】宁夏医科大学基础医学院人体解剖学与组织胚胎学系;宁夏生殖与遗传重点实验室;生育力保持教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R714.13【相关文献】1.卵泡刺激素促进卵巢颗粒细胞增殖分化的信号通路的研究进展2.FSH及Wnt信号通路对绵羊卵泡颗粒细胞的增殖及雌激素分泌的影响3.Interleukin-1β对促卵泡生成素(FSH)诱导大鼠颗粒细胞雌激素生成的抑制作用4.转铁蛋白抑制大鼠卵泡颗粒细胞FSH受体的结合与维持5.转铁蛋白抑制FSH刺激大鼠卵泡颗粒细胞分化的细胞内主要机制因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
卵泡刺激素研究进展
lt gh r n ,TS 、及 胎 盘 产 生 的 绒 毛 a i o mo e n H) 膜 促 性 腺 素 (h r ncg n d to i c o i i o a or pn,C , o G)
维普资讯
第 3 3卷 第 3期
20 0 2年 9月
东
北
农
业
大
学
学
报
J u n l fNo t e s Ag iut r l o r a rh a t o r lu a ie st c Un v riy
文 章编号
1 0 — 9 6 (0 2 O — 0 0 -0 05 3 9 2 0 ) 2 3 6 6
它 们 共 同 组 成 一 个 糖 蛋 白激 素 家 庭 。 它 们 的功 能 虽 然 各异 , 构 却 极 为相 近 , 是 由 结 都
收 稿 日期 l 0 1 2 0 —1 — 0 0 8
F H 对 雌 性 动 物 的 功 能 为 刺 激 卵 泡 发 S
育 、 进排 卵 , 促 可刺 激 多 个 卵 泡 发 育 ; S 在 FH
卵 泡 刺 激 素及 作 用 机 制
卵 泡 刺 激 素 ( 卵 泡 激 素 ,fl ce 促 ol l — i
si lt gh r n , H) 由动 物 垂 体 前 t muai o mo e FS 是 n
亚 基 是 确 定 的 ,甚 至 在 所 有 哺 乳 动 物 中 的 a
一
亚基 的氨基 酸序列都 是保 守 的。它 们的 a 亚 基 可 以互 换 ,而 p 一亚 基 则 不 能 互 换 。p
面 活化 芳 香 化 酶 ,另 一 方 面 诱 导 L 受 体 形 H
Ghrelin与生殖系统研究进展
Байду номын сангаас关键 词
G rl ;卵巢 ;睾丸 ;子 宫;胚 胎 he n i
R 3 . 392
中 图分 类号
G rl hen作 为 生 长 激 素促 分 泌 素 受 体 ( H . i G SR) 的天然 配体 , 19 于 99年 由 E本 科 学 家 K m t  ̄ia等 从
促性 腺 激素对 促 性 腺激 素释 放 激 素 反馈 的条 件 下 ,
rl 种 胃起 源 的脑 肠 肽 通 过 与 其 功 能 受 体 结 合 en这 i
具有 促 进 生 长激 素 ( rwh h r o e H) 泌 、 go t o n ,G 分 m 调
节摄食 、 节 内分泌 、 调 调节 细胞 分化 、 殖 、 增 凋亡 等广
性 ;2 E K / ( ) R 12和 P. 酶 抑 制 剂 可 以完 全 阻断 I 3激
G r i 猪 卵 巢 颗 粒 细 胞 的 抗 凋 亡 和 促 增 殖 作 he n对 l 用¨ 。该 实验 首次证 实 G rl he n可激 活 卵巢 颗粒 细 i
胞的 E K / R 1 2和 P. 酶通路 , I 3激 提示 E K / R 1 2和 P一 I
牛理 科 学 进 展 2 1 年 第 4 01 2卷第 4期
雌激 素 的作 用 可 明显 增 强 G rl he n对 L 分 泌 的刺 i H 激效 应 ; 4 G r i ( ) he n对 L 分 泌 的刺 激 作 用需 要 合 l H 成适 当 的 N ( ) 体 外 实验 中 , hei 改变 青 O; 5 在 G rl n不
生理科 学进展 2 1 0 1年第 4 2卷第 4期
Gh ei rl n与 生 殖 系统 研 究 进 展
促性腺激素调节的生物学机制研究进展
・
综 述
・
促 性腺 激 素 调 节 的 生物 学 机 制研 究 进展
李晶 姚晶萍 沈 欢欢 吴效科
【 关键词 】 促性腺激素 释放激素 ; 卵泡刺激 素; 促性腺激素 ; 黄体生成激素 ; 生殖 【 中图分类号 】 71 【 R1 文献标识码 】A 【 文章编号J17 — 632 1)6 04 0 63 61(02 0 — 56— 4
G R 与垂体促 性腺 细胞 质膜 上 的促 性 腺激 素 nH 释放 激素受 体 ( n H 结 合后 , 系列 细胞 内信 号 G R R) 一 通路 被激 活从而 调 节 和表 达 各 种 生物 学 功 能 。G . n R H刺激 蛋 白激 酶 c( K 亚 型 后产 生许 多 促 分 裂 P C)
可分泌不 同的激素。尽管它只代表垂体细胞群的 5 1% , 0 但促 性腺 细胞 合成 和分泌 的促 性腺素类 ( H和 F H) L S 对生殖 功 能起关 键 调控 作 用 j 由于 。
—
这种细胞类型在异源性垂体 中表达较弱 , 因此研究
原代 垂体 细 胞 分 泌 促 性 腺 激 素 仍 是 一 项 非 常艰 巨 的任务 。转基 因小 鼠垂 体促 性 腺 细胞 系 仅 ’ 1 3—1的
R 脉 冲的频 率 和 幅度决 定促 性 腺激 素子 单 位基 因 H 的表 达和 L H和 F H 的分 泌 , 要是 由于 促性 腺 激 S 主
模式 非常 敏感 。例如 多囊卵巢 综合 征 ( C S , P O ) 它是 引起 育龄期 妇女 不孕 的最 常见 原 因之 一 , 其发 病 率 高达 1% 【3 C S与 肥 胖 、 岛 素 抵 抗 、 谢 紊 0 1 。P O 1 胰 代 乱及 心 血管 畸形密切 相关 。P O C S的发 病机 制 尚
促卵泡生成激素
促卵泡生成激素促卵泡生成激素(FSH)又称卵泡刺激素,由脑垂体分泌,促卵泡生成激素的产生受下丘脑促性腺释放激素的控制,同时受卵巢雌性激素(E2)的反馈调控。
FSH对男女两性的性、生殖功能起决定性作用。
通过对FSH测定,可以了解垂体内分泌功能,亦可间接了解下丘脑及卵巢的功能状态。
这对垂体或下丘脑型闭经的鉴别诊断很有帮助。
主要促进卵巢的卵泡发育和成熟。
在女性中,FSH通过直接作用于颗粒细胞上的受体而刺激卵泡的生长和成熟。
和黄体生成激素(LH)一样,FSH滴度升高预示卵泡即将破裂,可以预测排卵和做排卵异常的诊断以及预测对超排卵药物的反应等。
促卵泡生成激素的作用和性别相关。
对于女性,促卵泡生成激素的功能是促进卵泡发育和成熟,及协同促黄体生成素(LH)促使发育成熟的卵泡分泌雌激素和排卵,参与正常月经的形成。
对于男性,促卵泡生成激素的作用是促进睾丸曲细精管的成熟和精子的生成。
促卵泡生成激素的作用体现在:1、直接刺激颗粒细胞的增生和分化。
2、诱导颗粒细胞FSH和LH受体合成,提高颗粒细胞对LH的反应性,以保持排前卵泡的肋骨陈的合成和排卵后黄体的形成。
3、FSH可与颗粒细胞表面的受体结合,激活翔安酸环化酶和cAMP-依赖性蛋白激酶以诱导基因产物的表达,如芳香化酶活性增加,使更多的雄激素转化为雌激素。
4、FSH还能积极抑制素,激活素和胰岛素样生长因子-1 等的合成,这些多肽类物质在调解优势卵泡和闭锁方面起重要作用。
1、女性:卵泡期促卵泡生成激素正常值:1.37-9.9U/L 排卵期促卵泡生成激素正常值:6.17-17.2U/L2、男性促卵泡生成激素正常值:0.9-9.8mu/ml 。
均在50 岁以后由于性腺功能减退而有增高趋势。
促卵泡生成激素高可多见于原发性闭经,原发性性功能减退,早期垂体前叶功能亢进,睾丸精原细胞瘤,Turner 综合症,Klinefelter 综合征等,及摄人氯米芬左旋多巴等药物。
这里提及的Turner 综合症,是一种性染色体只有一条X 染色体的遗传病。
重组人长效促卵泡激素FSH-CTP的纯化工艺研究及鉴定
生物技术进展2016年㊀第6卷㊀第3期㊀219~223CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341研究论文Articles㊀收稿日期:2016 ̄03 ̄10ꎻ接受日期:2016 ̄04 ̄04㊀作者简介:刘晓航ꎬ中级工程师ꎬ主要从事生物制品的技术研究ꎮTel:010 ̄68727127ꎮE ̄mail:liuxiaohang518@sohu.com重组人长效促卵泡激素FSH ̄CTP的纯化工艺研究及鉴定刘晓航ꎬ㊀高丽婷北京双鹭药业股份有限公司ꎬ北京100143摘㊀要:为了获得高纯度的重组人长效促卵泡激素FSH ̄CTPꎬ收集表达FSH ̄CTP的CHO细胞培养上清ꎬ经过染料亲和层析㊁DEAE阴离子交换层析以及疏水层析三步层析制备ꎬ所得样品进行分子量㊁等电点测定和WesternBlot鉴定ꎬ雌性大鼠卵巢增重法测定体内生物活性ꎮ结果显示:经3步纯化所得样品纯度可达98%以上ꎬ表观分子量约为47kDaꎬMALDI ̄TOF ̄MS测得结果为35.2kDaꎬ等电点4.0~2.8ꎬWesternBlot结果呈阳性ꎬ测活结果表明ꎬFSH ̄CTP的活性比重组人卵泡刺激素明显偏高ꎮ纯化所得样品纯度良好ꎬ为该药物的进一步研究打下了基础ꎮ关键词:不孕不育症ꎻFSH ̄CTPꎻ分离纯化ꎻ雌性大鼠卵巢增重法DOI:10.3969/j.issn.2095 ̄2341.2016.03.12ResearchandAppraisalonPurificationProcessofRecombinantHumanLong ̄actingFollicleStimulatingHormone㊀LIUXiao ̄hangꎬGAOLi ̄tingBeijingSLPharmaceuticalCo.Ltd.ꎬBeijing100143ꎬChinaAbstract:Toobtainhighpurityrecombinanthumanlong ̄actingfolliclestimulatinghormoneFSH ̄CTPꎬthestudycollectedtheCHOcellsculturesupernatantcontainedFSH ̄CTPꎬthenitwaspuriedbydyeaffinitychromatographyꎬDEAEanionexchangechromatographyandhydrophobicinteractionchromatography.Wedetectedthepuriedsamplesbymolecularweightꎬisoelectricpointꎬbiologicalactivityinvitro(WesternBlot)andbiologicalactivityinvivo(ovarianweightgaininfemaleratslaw).Theresultsshowedthat:ThepurityofFSH ̄CTPproteincouldreach98%afterthreesteptpurificationꎬtheapparentmolecularweightwasabout47kDaꎬMALDI ̄TOF ̄MSresultwas35.2kDa.Theresultsofisoelectricpointwas4.0~2.8.AndweprovidedtheFSH ̄CTPactivitywashigherthanrecombinanthumanfolliclestimulatinghormonesignificantlybyWesternBlotanalysis.ThepurificationandactivityofFSH ̄CTPwashigh.Theresultscouldlaythefoundationforfurtherstudyofthedrug.Keywords:infertilityꎻFSH ̄CTPꎻisolationandpurificationꎻovarianweightincreaseinfemalerat㊀㊀不孕不育症是影响人类健康幸福的重大疾病ꎮ据不完全统计ꎬ在我国育龄夫妇中ꎬ不孕不育率达10%ꎮ卵泡刺激素(folliclestimulatinghor ̄moneꎬFSH)是一种异源二聚体糖蛋白类促性腺激素[1]ꎬ是目前市场上常见的用于治疗不孕不育症的主要药物之一ꎮ但是由于其生物半衰期较短ꎬ患者需要在一个治疗周期内连续两周每天注射1~2针市售FSH制剂ꎬ患者依从性较差ꎮ因此开发长效FSH制剂成为本领域的研究热点ꎮFSH ̄CTPꎬ即CorifollitropinAlfaꎬ2010年由Merck公司开发上市[2]ꎮ通过基因重组技术ꎬ人绒毛膜促性腺激素(humanChorionicGonadotropinꎬhCG)β亚基的羧基末端肽(carboxylterminalpeptideꎬCTP)序列与FSHβ亚基cDNA3ᶄ端相融合ꎬ与FSHα亚基cDNA共同转染CHO细胞ꎬ二者共表达形成二聚体分泌至胞外ꎬ即为FSH ̄CTPꎮ成熟FSH ̄CTP的α㊁β亚基分别由92个和139个氨基酸组成ꎬ两条链通过非共价键结合形成异二聚体[3ꎬ4]ꎮ其中α亚基有2个N ̄连接糖基化位点:α ̄52和α ̄78ꎬβ亚基有2个N ̄连接. All Rights Reserved.糖基化位点:β ̄7㊁β ̄24ꎬ及4个均位于CTP部分的O ̄连接糖基化位点:β ̄115㊁β ̄121㊁β ̄126和β ̄132[5]ꎮ由于CTP序列的引入ꎬFSH ̄CTP的体内半衰期较重组人卵泡刺激素(recombinanthumanFSHꎬrhFSH)明显延长ꎬ体内生物活性也大大提高ꎮ注射一针推荐剂量的FSH ̄CTP可以代替连续7d每天注射rhFSHꎮ目前国内还没有长效FSH产品上市ꎬ国内研究也主要集中在FSH品种上面ꎬ对长效FSH的报道很少ꎬ因此长效FSH药物的开发是目前研究的重点和难点ꎮ刘志勇等[6]用染料Sepharose4B为亲和层析介质进行纯化得到FSH的活性收率达80%ꎮrhFSH中存在唾液酸ꎬ等电点为4.0~5.5ꎬ采用阴离子交换层析可实现rhFSH的纯化ꎮ长效FSH和rhFSH的结构相似ꎬ可以参考FSH的纯化方法ꎮ为了推进该产品的国产化ꎬ本实验室前期构建了表达FSH ̄CTP的CHO工程细胞ꎬ并初步研究了其发酵工艺ꎮ本研究通过3步层析法对细胞培养上清进行分离纯化ꎬ并对所测的样品进行初步鉴定ꎬ以期为长效FSH药物的开发提供参考ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀实验材料1.1.1㊀仪器㊀层析柱(上海锦华层析设备厂)㊁紫外检测仪(北京宾达英创科技有限公司)㊁AKTAPurifier900(GEHealthcare)㊁酶标仪(MolecularDevices)㊁电泳仪(北京市六一仪器厂)等ꎮ1.1.2㊀主要试剂㊀BlueSepharoseTM6FastFlow㊁DEAESepharoseFastFlow购自美国GE公司ꎻButyl ̄650M购自日本TOSOH公司ꎻ低分子量蛋白Marker㊁预染低分子量蛋白Marker购自北京索莱宝科技公司ꎻ鼠抗人FSHα抗体㊁辣根过氧化物酶标记的鼠抗人FSHβ抗体㊁辣根过氧化物酶标记兔抗鼠IgG抗体购自美国USB公司ꎻrHCG注射液购自MerckSerono公司ꎻrhFSH国际标准品购自中国食品药品检定研究院ꎻrhFSH注射液由北京双鹭药业提供ꎻ其余试剂均为国产分析纯ꎮFSH ̄CTP细胞发酵液7L艾贝泰生物反应器发酵获得ꎬ由北京双鹭药业股份有限公司提供ꎮ1.1.3㊀实验动物㊀日龄19~23dꎬ体重35~50gꎬ同一来源的雌性SD大鼠ꎬ健康合格ꎬ由中国军事医学科学院提供ꎮ1.2㊀实验方法1.2.1㊀FSH ̄CTP的分离纯化㊀①染料亲和层析ꎮFSH ̄CTP发酵液下罐收获5Lꎬ经8000r/min离心10min后ꎬ再经0.22μm微孔滤膜过滤ꎮ将样品上样至已经用缓冲液20mmol/LPB(pH7.4)平衡好的BlueSepharoseTM6FastFlow染料亲和层析柱ꎬ用含一定浓度NaCl的20mmol/LPB(pH7.4)缓冲液洗脱目的蛋白ꎬ收集洗脱峰[7]ꎮ②DEAE阴离子交换层析ꎮ将BlueSepharoseTM6FastFlow染料亲和层析柱洗脱的样品进行脱盐ꎬ调节样品的电导和平衡缓冲液一致ꎬ上样至用缓冲液20mmol/LPB(pH7.4)平衡好的DEAE阴离子交换柱ꎬ用NaCl溶液洗脱ꎬ收集洗脱峰ꎮ③Butyl ̄650M疏水层析ꎮDEAE阴离子交换收集的样品中补加NaCl调节电导ꎬ上样至用缓冲液2.0mol/LNaCl ̄20mmol/LPB(pH7.4)平衡好的Butyl ̄650M疏水层析柱ꎬ以20mmol/LPB(pH7.4)缓冲液进行洗脱ꎬ收集洗脱峰ꎮ所得样品进行SDS ̄PAGE纯度分析ꎮ④蛋白回收率测定ꎮ采用Elisa双抗体夹心法ꎬ一抗为鼠抗人FSHα抗体ꎬ二抗为辣根过氧化物酶标记的鼠抗人FSHβ抗体ꎬ标准品采用FSH ̄CTP经凯氏定氮法含量标定的纯品ꎬ经一抗包被㊁封闭㊁加样㊁二抗孵育㊁显色和终止ꎬ在450nm处比色ꎬ根据标准曲线计算纯化过程中每步的蛋白含量ꎬ结合体积计算每步回收率ꎮ1.2.2㊀FSH ̄CTP的鉴定㊀①表观分子量及等电点测定ꎮ表观分子量测定和等电点测定按照«中国药典»第三部进行[8ꎬ9]ꎮ②MALDI ̄TOF ̄MS测定分子量ꎮ样品制备:将FSH ̄CTP样品用水透析过夜ꎬ并浓缩至约2mg/mLꎮ样品移交清华生物医学测试中心蛋白化学平台进行分子量测定ꎮ③WesternBlot鉴定ꎮ样品进行SDS ̄PAGE(胶浓度为12%)分析后ꎬ用半干法进行电转移至硝酸纤维素膜上ꎻ用3%小牛血清进行封闭ꎻ加入一抗鼠抗人FSHα抗体2μg/mLꎬ室温下孵育2hꎻ弃掉一抗ꎬ洗膜3次ꎻ加入稀释5000倍的辣根过氧化酶标记的兔抗鼠二抗ꎬ室温孵育2hꎻ弃掉二抗ꎬ洗膜3次ꎻ用邻苯二胺显色液显色ꎻ待出022生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.现棕黄色时ꎬ加入2mol/LH2SO4终止反应ꎮ④体内生物活性检测ꎮ将rHCG注射液溶于pH7.21mg/mL的牛血清白蛋白生理盐水溶液中ꎬ配成含HCG26.6IU/mL的溶媒ꎬ备用ꎮ用溶媒将rhFSH标准品稀释为3.0IU/mL㊁1.5IU/mL和0.75IU/mL3个剂量组ꎬ分别记为SH㊁SM㊁SLꎻ将rhFSH对照及FSH ̄CTP3个样品按估计效价13000IU/mg稀释为3.0IU/mL㊁1.5IU/mL㊁0.75IU/mL3个剂量组ꎬ分别记为TH㊁TM㊁TLꎮ取大鼠120只ꎬ随机分为15组ꎬ每组8只ꎮ于每天同一时间ꎬ给每组大鼠颈部皮下注射ꎬ分别给予一种剂量的溶液0.5mLꎬ每日一次ꎬ连续3dꎮ于最后一次给药24h后处死大鼠ꎬ解剖ꎬ摘取双侧卵巢ꎬ剥离附着组织ꎬ卵巢称重ꎮ以卵巢重为反应值ꎬ按量反应平行线3.3法计算效价ꎬFL%应<45%ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀纯度分析纯度分析结果如图1所示ꎮ经软件纯度扫描分析ꎬBlue柱洗脱液的纯度为64%ꎬ说明染料亲和层析能够特异吸附FSH ̄CTP蛋白ꎬ纯化效果明显ꎬ去除大部分的杂蛋白ꎬ回收率高ꎬ可作为样品捕获ꎻ唾液酸含量高低影响样品的等电点ꎬFSH ̄CTP等电点低于FSHꎬ也属于酸性蛋白ꎬ可选用阴离子交换层析分离ꎬDEAE柱流穿液的纯度为74%ꎬ可进一步去除部分杂蛋白ꎻButyl ̄650M柱洗脱液电泳显示无明显杂带ꎬ去除了蛋白的解离亚基ꎬ电泳纯度可认为是100%ꎮ图1㊀样品纯化的检测结果Fig.1㊀DetectionofFSH ̄CTPpurification.M:蛋白Markerꎻ1:细胞培养上清ꎻ2:Blue层析洗脱液ꎻ3:DEAE层析流穿液ꎻ4:Butyl ̄650M层析洗脱液2.2㊀回收率分析按1.2.1中的纯化方法得到FSH ̄CTP3批样品分别记为样品1㊁样品2和样品3ꎮ3批样品的回收率如表1ꎮ对比3批的实验结果ꎬ目的蛋白表达量稳定ꎬ目的蛋白的回收率为20%左右ꎬ验证此工艺可行ꎬ可为工艺的生产放大提供依据ꎮ表1㊀FSH ̄CTP样品的回收率Table1㊀ThepurificationresultsofFSH ̄CTP.FSH ̄CTP样品表达量(mg/L)染料亲和层析回收率CaptoAdhere层析回收率Butyl ̄650M疏水层析回收率总回收率样品1113.074%69%43%22.0%样品2126.072%70%41%20.7%样品3106.578%65%39%19.8%2.3㊀分子量测定表观分子量测定结果如图2所示ꎮ软件分子量扫面分析ꎬFSH ̄CTP样品1的分子量为47.2kDaꎬ样品2的分子量为46.9kDaꎬ样品3的分子量为47.1kDaꎬFSH ̄CTP完整蛋白的分子量与文献报道47kDa相当ꎮ2.4㊀MALDI ̄TOF ̄MS测定分子量FSH ̄CTP的分子量为35.2kDaꎬ其中α亚基为14kDaꎮ据文献报道ꎬFSH的α亚基分子量为14kDaꎬFSH ̄CTP的α亚基与FSH相同ꎬ因此该结果与文献报道相符ꎮ而文献报道FSH ̄CTP的分子量约为38kDa[10]ꎬ该结果比文献报道的分子量略微偏小ꎬ可能是由于糖基脱落或糖基化程度偏小所致[11]ꎮ2.5㊀等电点测定如图3所示ꎬFSH ̄CTP3批等电点为4.0~2.8ꎬ而文献报道rhFSH的等电点为5.0~4.0[12]ꎮ由于FSH ̄CTP比rhFSH多了4个糖基化位点ꎬ糖122刘晓航ꎬ等:重组人长效促卵泡激素FSH ̄CTP的纯化工艺研究及鉴定. All Rights Reserved.基化程度比rhFSH高ꎬ应比rhFSH偏酸ꎮ上述结果与理论相符ꎮ图2㊀FSH ̄CTP样品12%电泳结果Fig.2㊀DetectionofFSH ̄CTPby12%SDS ̄PAGE.M:蛋白Markerꎻ1:样品1ꎻ2:样1亚基ꎻ3:样品2ꎻ4:样品2亚基ꎻ5:样品3ꎻ6:样品3亚基图3㊀等电聚焦结果Fig.3㊀Theresultofisoelectricfocusing.M:蛋白Markerꎻ1:FSH ̄CTP20140212批ꎻ2:FSH ̄CTP20140401批ꎻ3:FSH ̄CTP20140516批2.6㊀WesternBlot鉴定如图4(彩图见图版三)所示ꎬWesternBlot结果显阳性ꎬ显色反应刚好出现在43.0kDa左右位置ꎬ说明FSH ̄CTP可以和抗FSHα抗体特异性结合ꎮ图4㊀免疫印迹结果Fig.4㊀TheresultofWesternBlot.M:蛋白Markerꎻ1:FSH ̄CTP样品1ꎻ2:FSH ̄CTP样品2ꎻ3:FSH ̄CTP样品3(彩图见图版三)2.7㊀体内生物活性分析所有数据SPSS软件ꎬ进行方差齐性检验ꎬ结果表明各组间方差齐性满足方差分析的前提条件ꎻ利用One ̄wayANOVA(单因素ANOVA)分别对高㊁中㊁低剂量组进行方差分析:高㊁中㊁低剂量组结果一致ꎬ标准品和对照品无显著差异ꎬ实验组与标准品和对照品差异显著ꎮ体内测活结果如表2所示:通过对卵巢重量进行对比发现ꎬ同等剂量下接受FSH ̄CTP注射的大鼠卵巢重量明显比rhFSH要高ꎮ按照量反应平行线3.3法计算效价ꎬ结果如下:rhFSH对照:13506IU/mgFL=20.3%ꎻFSH ̄CTP样品1:23149IU/mgFL=22.36%ꎻFSH ̄CTP样品2:35450IU/mgFL=32.80%ꎻFSH ̄CTP样品3:23255IU/mgFL=36.21%ꎮ根据活性测定结果显示ꎬrhFSH注射液的活性与市售Gonal ̄f相当ꎬFSH ̄CTP的活性约是rhFSH的2~4倍ꎬ与文献报道相同ꎮ表2㊀3批样品的活性测定Table2㊀TheactivityresultsofthreebatchofFSH ̄CTP.卵巢重(mg)rFSH标准品rhFSH对照品FSH ̄CTP样品1FSH ̄CTP样品2FSH ̄CTP样品3SH/TH84ʃ1090ʃ11130ʃ23∗∗130ʃ18∗∗99ʃ12∗SM/TM62ʃ1062ʃ6101ʃ15∗∗108ʃ18∗∗77ʃ16∗SL/TL56ʃ846ʃ867ʃ13∗∗77ʃ12∗∗64ʃ8∗㊀注:表中数据为平均值ʃ标准差ꎬ同行数据后的∗表示与标准品相比在P<0.05水平上差异显著ꎬ∗∗表示在P<0.01水平上差异显著ꎮ222生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.3 讨论近年来ꎬ由于不孕症发病率不断提高ꎬFSH作为不孕症治疗的必需药物之一成为研究的热点ꎮ而由于FSH的半衰期较短ꎬ开发单次用药即可在人体内长期维持血药浓度在阈值窗内的长效FSH药物一直是本领域的研究热点ꎮ目前国内已有关于长效FSH药物的相关报道和专利ꎬ但大部分都停留在实验室研究阶段ꎬ还没有药物上市ꎮ本研究以目前唯一一个上市的长效FSH药物FSH ̄CTP为研究对象ꎬ对表达该蛋白的CHO细胞培养上清进行纯化ꎬ并对获得蛋白进行了初步鉴定ꎬ为其进一步研究奠定了基础ꎮFSH ̄CTP属于糖蛋白激素类药物ꎮ文献报道关于FSH的纯化大部分使用染料亲和层析法ꎮ本研究选择使用BlueSepharoseTM6FastFlow对目的蛋白进行纯化ꎬ分辨率高ꎬ效果明显ꎮ离子交换层析法也是分离糖蛋白激素的主要方法ꎬ大部分糖蛋白在中性pH条件下带负电ꎬ可以与阴离子交换剂很好的结合ꎬ利用糖基表面的电荷差异可以获得很高的分离度和回收率ꎮ本研究采用DEAE阴离子交换层析对FSH ̄CTP进行纯化ꎬ效果较好ꎮ疏水层析也广泛应用于糖蛋白的分离纯化ꎮ本研究采用Butyl ̄650M疏水层析法对目的蛋白进行纯化ꎬ所得样品纯度较高ꎮ通过BlueSepharoseTM6FastFlow染料亲和层析㊁DEAE阴离子交换层析和Butyl ̄650M疏水层析三步层析ꎬ样品的纯度可达98%以上ꎬ且回收率约为20%ꎮ目前获得长效FSH分子的方法主要是通过改变FSH分子本身ꎬ如通过增加FSH的分子量以减少肾小球滤过ꎬ或引入额外的糖基化位点来增加分子量[2]ꎮ总体来说ꎬ长效FSH分子的设计主要包括增加糖基化位点和与IgGFc片段相融合ꎮ苏州康宁杰瑞生物科技有限公司设计了类似上述FSH ̄Fc融合蛋白的FSH类似物ꎬFSH ̄Fc/Fc在大鼠体内的半衰期为30~40hꎬ约是rhFSH的3倍[13]ꎮ本实验室将hCGβ亚基CTP序列C末端的氨基酸与FSHβ亚基C末端相融合ꎬ通过对所得FSH ̄CTP进行初步鉴定ꎬ其分子量与文献报道相符ꎬ等电点与理论相符合ꎬWesternBlot分析结果为阳性ꎮ通过雌性大鼠卵巢增重法测定其体内生物活性ꎬ发现FSH ̄CTP的活性约是rhFSH的2~4倍ꎬ与文献报道相符ꎬ具有很好的临床应用前景ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀曹敏ꎬ王俊玲ꎬ吴彦卓ꎬ等.重组人卵泡刺激素的研究进展[J].药物生物技术ꎬ2014ꎬ1:86-90.[2]㊀FaresFAꎬSuganumaNꎬNishimoriKꎬetal..Designofalong ̄actingfollitropinagonistbyfusingtheC ̄terminalsequenceofthechorionicgonadotropinbetasubunittothefollitropinbetasubunit[J].Proc.Natl.Acad.Sci.USAꎬ1992ꎬ89(10):4304-4308.[3]㊀FauserBꎬMannaertsBꎬDevroeyPꎬetal..Advancesinre ̄combinantDNAtechnology:cori ̄follitropinalfaꎬahybridmol ̄eculewithsustainedfollicle ̄stimulatingactivityandreducedin ̄jectionfrequency[J].HumanReprod.Updateꎬ2009ꎬ15(3):309-321.[4]㊀SeyhanAꎬAtaB.Theroleofcorifollitropinalfaincontrolledo ̄varianstimulationforIVFincombinationwithGnRHantagonist[J].Int.J.WomenHealthꎬ2011ꎬ3:243.[5]㊀RombautsLꎬTalmorA.Corifollitropinalfaforfemaleinfertility[J].ExpertOpin.Biol.Ther.ꎬ2012ꎬ12(1):107-112. [6]㊀刘志勇ꎬ王启要ꎬ黄雁ꎬ等.采用染料亲和层析的方法纯化卵泡刺激素[J].江西科学ꎬ2004ꎬ22(1):11-14. [7]㊀杨凡ꎬ黄虎ꎬ李屹晨ꎬ等.新型长效重组促卵泡素的纯化和性质及药代动力学研究[J].中国生物工程杂志ꎬ2014ꎬ34(2):45-51.[8]㊀国家药典委员会.中国药典第三部2010版[M].北京:中国医药科技出版社ꎬ2010.[9]㊀沈舒.重组人促卵泡激素检定用标准物质的研究[D].北京:中国药品生物制品检定所ꎬ硕士学位论文ꎬ2009. [10]㊀孔毅ꎬ吴梧桐ꎬ吴如金.蛋白质分子量测定方法比较研究[J].分析仪器ꎬ2003ꎬ(2):44-47.[11]㊀阎哲ꎬ黄骏雄.糖蛋白激素的不均一性及其色谱分离纯化研究的进展[J].化学进展ꎬ1999ꎬ19(2):163-172. [12]㊀陈宁.重组人促卵泡激素的质量研究[D].长春:吉林大学ꎬ硕士学位论文ꎬ2008.[13]㊀苏州康宁杰瑞生物科技有限公司.一种FSH融合蛋白及其制备方法和用途[P].中国201210476665.0ꎬ2014.322刘晓航ꎬ等:重组人长效促卵泡激素FSH ̄CTP的纯化工艺研究及鉴定. All Rights Reserved.。
激素及其受体调节Sertoli细胞功能的研究进展
曾毓琪,张小莉,朱可喻,袁天宜,欧阳文珺,刘悦,丁之德△【摘要】Sertoli 细胞是生精小管中唯一的体细胞,对生精过程发挥着重要作用。
Sertoli 细胞功能受多种激素调节,如卵泡刺激素(FSH )能调节其增殖及协助细胞间通讯(intercellular communication ),且有助其形成血-睾屏障;雄激素能下调抗苗勒管激素(AMH )水平以促进Sertoli 细胞发育,并维持血-睾屏障完整性;雌激素在不同剂量下可诱导Sertoli 细胞凋亡与存活,并可调节水通道蛋白的表达而影响血-睾屏障等。
综述各种激素及其受体对Sertoli 细胞结构和功能的影响及阐明具体的分子机制,这对了解哺乳动物正常精子发生过程以及临床因精子发生障碍所致的男性不育症的治疗均有重要意义。
【关键词】激素类;精子发生;生殖;塞托利细胞Hormones and Their Receptors in the Regulation of Sertoli Cell Function ZENG Yu-qi ,ZHANG Xiao-li ,ZHU Ke-yu ,YUAN Tian-yi ,OUYANG Wen-jun ,LIU Yue ,DING Zhi-de.Department of Clinical Medicine ,Grade 2017(ZENG Yu-qi ,ZHANG Xiao-li ,ZHU Ke-yu ,YUAN Tian-yi ,OUYANG Wen-jun ),Department of Histology ,Embryology ,Genetics and Developmental Biology (LIU Yue ,DING Zhi -de ),School of Medicine ,Shanghai Jiao Tong University ,Shanghai 200025,ChinaCorresponding authors :LIU Yue ,E-mail :liuyue@ ;DING Zhi-de ,E-mail :zding@【Abstract 】Sertoli cells,the only somatic cell in seminiferous tubule,play an important role in the process of spermatogenesis.The functions of Sertoli cells are regulated by several hormones.For example,follicle -stimulating hormone (FSH)can regulate the cell proliferation and facilitate the cellular communication,and contribute to form the blood-testis barrier (BTB)as well.Androgen can down-regulate the level of anti-M üllerian hormone (AMH)to promote the development of Sertoli cells and maintain the integrity of BTB.Estrogen can induce apoptosis and survival of Sertoli cells at different doses,and regulate the expression of aquaporin and further to affect the BTB construction.In this paper,we reviewed the influences of hormones and their receptors on the structure and function of Sertoli cells and the specific molecular mechanisms.We think that it is available for both understanding the normal processes of spermatogenesis and developing possible treatment of male infertility caused by spermatogenic disorders.【Keywords 】Hormones ;Spermatogenesis ;Reproduction ;Sertoli cells(JIntReprodHealth蛐FamPlan,2019,38:407-412)·综述·基金项目:上海交通大学基础医学院RBL 项目(2019002)作者单位:200025上海交通大学医学院临床医学系2017级临床八年制(曾毓琪,张小莉,朱可喻,袁天宜,欧阳文珺),组织与胚胎学系(刘悦,丁之德)通信作者:刘悦,E-mail :liuyue@ ;丁之德,E-mail :zding@△审校者男性(雄性)睾丸组织内某些激素含量过高或过低常可导致精液异常、生精障碍等男性(雄性)不育症状。
卵泡刺激素(FSH)的研究进展
Ab ta t F H i a lc poen omo e I p yilgc l u cin o l sr c : S s gy o rti h r n t h soo ia fn t c ud s o po t e d meru rmoe n o tim go h、 v lt 、t lt g o il d v lp o fmae rwt o uai si ai fl ce e eo fr e l ng mu n
亚 基 和 B 亚 基 , 一 基 由 9  ̄ 6个 一 O亚 t 29
摘 要 卵泡 刺 激 素 ( S 是 一 种糖 蛋 白激 素 . 主要 的 生 理 作 用 是 促 F H) 其
进 雌 性 动 物 子 宫 内膜 生 长 、 卵 、 激 多 卵 泡发 育 及 刺 激 雄 性 动 物 精 子发 生 本 排 刺 文综 述 了近 年 来在 F H 的 分子 结 构 、理 化 性 质 和 作 用 机 理 等 方 面 的 研 究 进 展 S 及 其 在 超 数 排 卵 、 卵母 细 胞 体 外 成 熟 和 治 疗 人 类 相 关 生 殖 疾 病 方 面 的应 用 前
a i l n si l t p r t g n ss f r mae a i rl . h s e t u l z te n ma s a d t mu a e s e mao e e i o l n n a sT i tx s mn ̄ e h
序 列 都 是 保 守 的 , 们 的 q 亚 基 可 以 它 一 互 换 , B 亚 基 不 能 互换 . 一 基 具 而 一 p亚 有 激 素 各 自的特 异 性 ,又 具有 种间 特 异 性 ,是 激 素生 物 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 性 和 免 疫 活性 的 决 定 因 素m 一 基 和 B 亚 基单 独 都 。a 亚 一 不 具有 生物 活性 , 只有 当 两 者结 合 在
芳香烃受体在医学领域中的研究进展
芳香烃受体在医学领域中的研究进展芳香烃受体是一类重要的蛋白质受体,在医学领域中具有广泛的应用价值。
随着生物技术的迅速发展,对芳香烃受体的研究也在不断深入,为医学领域的发展带来了新的希望。
本文将从芳香烃受体的结构与功能、在癌症治疗中的应用以及在药物研发中的应用等方面来探讨芳香烃受体在医学领域中的研究进展。
一、芳香烃受体的结构与功能芳香烃受体是一类广泛存在于哺乳动物细胞中的受体蛋白,其在细胞生理和病理过程中扮演着重要的角色。
芳香烃受体主要包括雌激素受体α和β(ERα和ERβ)、雄激素受体(AR)、雄激素受体(PR)、黄体生成素受体(LHR)、卵泡刺激素受体(FSHR)等多种类型。
这些受体蛋白在细胞内通过结合相应的激素或药物,能够调控细胞生长、分化、凋亡等生理活动。
研究表明,芳香烃受体的异常表达或突变与多种疾病的发生和发展密切相关,因此对芳香烃受体的研究具有重要的临床意义。
二、芳香烃受体在癌症治疗中的应用由于芳香烃受体在细胞生长和增殖中起着重要调控作用,因此针对芳香烃受体的药物治疗已成为肿瘤治疗的重要手段之一。
目前在乳腺癌、前列腺癌等多种癌症治疗中,雌激素受体和雄激素受体的抑制剂已成为一线的治疗药物。
通过抑制芳香烃受体的活性,可以有效抑制肿瘤细胞的生长和扩散,对提高癌症患者的生存率具有重要的临床意义。
近年来针对雄激素受体的治疗药物也取得了重要突破,在前列腺癌等雄激素依赖型肿瘤的治疗中已经取得了显著的临床效果。
除了在癌症治疗中的应用外,芳香烃受体在药物研发中也具有重要的意义。
通过研究芳香烃受体与其配体之间的结构与作用关系,可以设计出更具选择性和效力的分子靶向药物,用于治疗其他一些慢性疾病。
近年来针对卵巢功能减退症的治疗药物已经取得了重要突破,其中就包括了针对黄体生成素受体和卵泡刺激素受体的靶向治疗药物。
针对雌激素受体的治疗药物也被广泛应用于更年期的妇女,对调节激素水平和缓解更年期综合征具有显著的效果。
芳香烃受体在医学领域中的研究进展已经取得了显著成果,在癌症治疗和药物研发中都具有重要的应用价值。
基因工程重组FSH的研究进展
关 键 词 :重组促卵泡素 ;糖基化 ;表 达
中 图分 类 号 :¥5 .9 897
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :02 -10(0 20 -0 8 4 5953 20 )60 3 - 0
促 卵泡素 ( lclr t u tghroe S fl u i l n o n ,F H)是 一 种 由动 o i a sm a i m
3 8.
Dn u ySJe 1 Nu lo d  ̄ lec n su i r u o ftrei— g a t . a cet eF ln ead ts eds i t no he n i i tb i
现在 已经发 现哺乳动物 和鱼类都具有 自分泌或旁分 泌功能 ,但
是局部产 生的 IF I和血液 中的 IF I在 IF I生物效应 中的 G- G- G- 相对重要性 尚未 阐 明。近 年来 对 于 IF I的研究 已经 开 始兴 G- 起 ,今后 ,对 于 IF I的研 究方向应是 :( )加强对 I F P的 G- 1 GB 研究 。IF P的数 量的变化直接 影响 IF I的活性 ,因此 研究 GB G— IF P的种类 、分布和生理生化 特性对 了解 IF I调 节 的机制 GB G— 有着重要意义 。( )肝外组织 IF I基 因表 达的调节 。在哺 乳 2 G-
slr k rwh f t I hoo n sl n [ ] M l n ui le got a o plhr e i a ri c r mos n mo J . o E ・
d r o, 1 9 c n o i l 9 2, 3: 2 0 — 0 0. 0 52 1
K k c i t 1 E pes fn u n l eg w hf t ・ uigc i ・ iu h K e a. x r i o isl ・ k r t a o I d r c so n i i o c r n hk
蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展
畜牧兽医学报 2023,54(9):3613-3622A c t a V e t e r i n a r i a e t Z o o t e c h n i c a S i n i c ad o i :10.11843/j.i s s n .0366-6964.2023.09.003开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展茹 盟,曾文惠,彭剑玲,曾庆节,殷 超,崔 勇,魏 庆,梁海平,谢贤华*,黄建珍*(江西农业大学动物科技学院,南昌330045)摘 要:家禽的繁殖性能㊁产蛋性能与卵泡的正常发育和排卵密切相关㊂家禽卵巢中大部分的卵泡在发育过程中发生闭锁,只有大约不到5%的卵泡可以从原始卵泡发育至成熟卵泡并排卵㊂鸡的卵泡发育主要受内在因素(激素和细胞因子等)和外在因素(营养水平等)调节㊂近来,越来越多的研究发现表观遗传也在卵泡发育中起着重要的调控作用㊂表观遗传学是指在D N A 序列不发生改变的情况下,基因表达及表型产生可遗传的变化㊂因此,文章综述了蛋鸡卵泡发育的过程及主要影响因素,同时从D N A 甲基化㊁组蛋白修饰㊁非编码R N A 调控以及R N A 修饰4个方面综述了表观遗传在卵泡发育中的可能调控机制,旨在为提高家禽生产性能提供一定的理论基础㊂关键词:蛋鸡;卵泡发育;影响因素;表观遗传中图分类号:S 831.3 文献标志码:A 文章编号:0366-6964(2023)09-3613-10收稿日期:2023-03-15基金项目:国家自然科学基金(31960690;31460648)作者简介:茹 盟(1996-),女,河南新乡人,博士生,主要从事动物营养代谢病及其表观调控研究,E -m a i l :1814230475@q q.c o m *通信作者:谢贤华,主要从事动物遗传育种与繁殖研究,E -m a i l :x i e x i a n h u a 19880521@163.c o m ;黄建珍,主要从事动物营养代谢病及其表观调控研究,E -m a i l :h a n g813813@163.c o m R e s e a r c h P r o g r e s s o n F o l l i c l e s D e v e l o p m e n t o f H e n s a n d I t s E p i ge n e t i c R e g u l a t o r y Me c h a n i s m R U M e n g ,Z E N G W e n h u i ,P E N G J i a n l i n g ,Z E N G Q i n g j i e ,Y I N C h a o ,C U I Y o n g ,W E I Q i n g,L I A N G H a i p i n g,X I E X i a n h u a *,HU A N G J i a n z h e n *(C o l l e g e o f A n i m a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,J i a n g x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,N a n c h a n g 330045,C h i n a )A b s t r a c t :T h e r e p r o d u c t i v e p e r f o r m a n c e a n d e g g p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c e o f p o u l t r y i s c l o s e l y re -l a t e d t of o l l i c l e s d e v e l o p m e n t a n d o v u l a t i o n .I n p o u l t r y ov a r i e s ,l e s s t h a n 5%o f f o l l i c l e s c a n d e -v e l o p fr o m p r i m o r d i a l f o l l i c l e t o m a t u r e f o l l i c l e a n d o v u l a t e ,a n d m o s t f o l l i c l e s b e c o m e a t r e s i a d u r i n g d e v e l o p m e n t .T h e d e v e l o p m e n t o f f o l l i c l e s i s i n f l u e n c e d b y in t r i n s i c f a c t o r s a n d e x t r i n s i c f a c t o r s .R e c e n t l y ,m a n y s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t e p i g e n e t i c m e c h a n i s m a l s o p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e r e g u l a t i o n o f f o l l i c l e d e v e l o p m e n t .E p i g e n e t i c s i s h e r i t a b l e c h a n g e s i n g e n e e x pr e s s i o n a n d p h e n o t y p e w i t h o u t c h a n g i n g i n t h e D N A s e qu e n c e .T h e r e f o r e ,t h e r e v i e w d e s c r i b e d t h e p r o c e s s o f f o l l i c l e d e v e l o p m e n t a n d t h e m a i n i n f l u e n c i n g f a c t o r s i n f o l l i c l e d e v e l o p m e n t i n l a y i n gh e n s .M o r e o v e r ,i n t h i s r e v i e w ,t h e p o s s i b l e e p i g e n e t i c s r e g u l a t o r y m e c h a n i s m s i n c l u d i n g DN A m e t h y l a t i o n ,h i s t o n e m o d i f i c a t i o n ,n o n -c o d i n g R N A r e gu l a t i o n a n d R N A m o d i f i c a t i o n i n f o l l i c l e d e v e l o p m e n t w e r e s u mm a r i z e d .I n c o n c l u s i o n ,t h e r e v i e w p r o v i d e s a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r i m p r o -v i n g p o u l t r y pr o d u c t i o n p e r f o r m a n c e .K e y wo r d s :l a y i n g h e n s ;f o l l i c l e d e v e l o p m e n t ;i n f l u e n c e f a c t o r s ;e p i g e n e t i c s *C o r r e s p o n d i n g au t h o r s :X I E X i a n h u a ,E -m a i l :x i e x i a n h u a 19880521@163.c o m ;HU A N G畜牧兽医学报54卷J i a n z h e n,E-m a i l:h a n g813813@163.c o m家鸡(G a l l u s g a l l u s d o m e s t i c u s)包括肉鸡(产肉)和蛋鸡(产蛋),在我国具有巨大的农业生产价值㊂在生产中,鸡蛋是优选蛋白来源之一,含有人类全部的必需氨基酸且所含营养物质易吸收,是最主要的经济来源[1]㊂蛋鸡产蛋全程可分为3个阶段:产蛋前期㊁高峰期和后期㊂从产第一颗蛋到产蛋率达到80%之前的这段时间是产蛋前期,在此之后,蛋鸡产蛋率大幅度上升进入产蛋高峰期;高峰期维持一段时间之后,蛋鸡产蛋率会慢慢下降至80%,此时为产蛋后期㊂如今生产上一般通过调控外在因素来提高蛋鸡产蛋率,然而禽蛋生产仍未达到最优化㊂蛋鸡过快进入产蛋后期导致蛋鸡的产蛋率从产蛋高峰的90%急速下降到50%~70%㊂产蛋率下降的主要原因是等级前卵泡数量下降㊁闭锁和退化卵泡增加,进入等级的排卵前卵泡数量降低,从而导致排卵率降低[2]㊂在畜禽的研究中,表观遗传调控可能通过激活或者是沉默卵泡发育过程中的关键基因来调控这一过程,因此深入研究表观遗传调控机制可能对提高蛋鸡产蛋率有一定的指导意义㊂1蛋鸡卵泡的发育蛋鸡右侧卵巢在生长过程中发生退化,只有左侧卵巢正常发育并具有生殖能力㊂性成熟后左侧卵巢由大小不同的卵泡通过卵巢系膜韧带连接成一串葡萄状㊂卵泡根据发育程度不同分为原始卵泡㊁初级卵泡㊁次级卵泡和成熟卵泡㊂成熟卵泡主要由膜细胞层㊁颗粒细胞层和卵母细胞层组成,主要成分是卵黄蛋白原(v i t e l l o g e n i n,V T G)㊁极低密度脂蛋白y (v e r y l o w-d e n s i t y l i p o p r o t e i n y o l k-t a r g e t e d,V L D L y)和活性蛋白(主要包括α㊁β㊁γ蛋白)[3]㊂在卵泡发育过程中,卵泡的不同细胞层也随之增殖分化㊂膜细胞层在次级卵泡中出现并分化成㊁内外两层,当卵泡发育至成熟卵泡后变厚,且内㊁外两层更为明显㊂在原始卵泡中,颗粒细胞层未分化,为扁平状,在次级卵泡中变为多层,当卵泡发育成成熟卵泡后又变为单层,且体积增大㊂卵母细胞层一直处于初级卵母细胞状态,直至卵泡发育至成熟卵泡后才发育成次级卵母细胞,之后卵泡破裂,卵母细胞逸出,遗留下来的组织被称为排卵后卵泡(p o s t o v u l a t o r y f o l l i-c l e,P O F)[4]㊂在完成排卵之后,家禽P O F不能像哺乳动物卵泡一样形成黄体,而是开始逐渐退化,并在几天后消失[5]㊂家禽卵泡发育是一个连续且分级的过程,原始卵泡发育后向卵巢皮质表面凸出,形成等级前卵泡,之后经卵泡选择进入等级卵泡期,然后依次进行排卵或卵泡闭锁终止,其发育过程如图1所示㊂功能成熟的卵巢中含有数百个等级前卵泡[6],包括小白卵泡(s m a l l w h i t e f o l l i c l e s,S W F s)㊁大白卵泡(l a r g e w h i t e f o l l i c l e s,L W F s)㊁小黄卵泡(s m a l l y e l l o w f o l l i c l e s,S Y F s)和5~7个生长中的排卵前卵泡(其按体积顺序划分为F N㊁ ㊁F4㊁F3㊁F2和F1),以及5~7个P O F[7-8]㊂国内外大量研究发现,不同等级卵泡分类有着不同的方法,具体见表1㊂在产蛋高峰期时,生殖活跃的母鸡的卵巢每天募集1个S Y F 发育至等级卵泡[9],等级卵泡继续快速生长发育,从F6卵泡发育到F1卵泡,直到排卵㊂然而母鸡一生中超过95%的卵泡没有发育至成熟排卵,它们在发育过程中发生退化㊁解体,最后被吸收[10]㊂鸡卵泡的生长发育在很大程度上是通过卵黄的积累完成的㊂卵黄蛋白通过血管化的卵泡细胞膜层进入卵泡后,穿过基膜,通过颗粒细胞(g r a n u l o s a c e l l s,G C s)之间的紧密连接进入卵母细胞[11],该过程是由极低密度脂蛋白(v e r y l o w-d e n s i t y l i p o p r o t e i n,V L D L)受体介导的胞吞作用完成的[12]㊂表1卵泡的分类T a b l e1C l a s s i f i c a t i o n o f f o l l i c l e s序号S e r i a l n u m b e r分类方法S o r t i n g t e c h n i q u e参考文献R e f e r e n c e 1S W F(1~2mm),L W F(3~5mm),S Y F(6~8mm),F6(9~12mm),F5-F1(9~40mm)[13-14] 2S W F(2~4mm),L W F(4~6mm),S Y F(6~8mm)[15] 3S W F(1~3mm),L Y F(3~5mm),S Y F(6~8mm)[16] 4卵泡(3~5mm㊁6~8mm㊁>8mm)[17] 5S Y F(5~8mm),F6(9~12mm)[18] 6L W F(2~4mm),S Y F(4~8mm)[19] 41639期茹盟等:蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展当母鸡产蛋率到达产蛋后期时,母鸡卵巢中大多数卵泡(等级前卵泡)发生卵泡闭锁㊂细胞凋亡使禽类卵泡发生闭锁,且主要是颗粒层细胞的凋亡[20]㊂但最近的研究表明,自噬在卵泡发育中也起着重要的作用[21]㊂自噬是指在自噬基因的调控下自身细胞成分和受损细胞器受到溶酶体降解的过程,是生殖细胞的一种自我保护机制[22-23]㊂研究发现,卵泡刺激素(f o l l i c l e-s t i m u l a t i n g h o r m o n e, F S H)通过低氧诱导因子1α(h y p o x i c-i n d u c i b l e f a c-t o r-1α,H I F-1α)信号诱导卵巢G C s自噬来促进卵泡闭锁[24],然而F S H也可以抑制卵巢G C s自噬来增强细胞活力[25]㊂因此,细胞凋亡和自噬对于蛋鸡卵泡发育至关重要,这将确保蛋鸡在产蛋期间有足够的卵泡可发育成成熟卵泡㊂图1家禽卵泡发育过程F i g.1T h e p r o c e s s o f f o l l i c u l a r d e v e l o p m e n t i n p o u l t r y2影响蛋鸡卵泡发育的主要因素蛋鸡卵泡发育过程受到许多内在和外在因素的调控,内在因素主要包括激素及细胞因子的调节,外在因素主要是营养水平的调节和氧化应激㊂2.1内在因素对卵泡发育的调节2.1.1激素对卵泡发育的调节鸡的卵泡发育受下丘脑-垂体-卵巢(h y p o t h a l a m i c-p i t u i t a r y-o v a r i a n, H P O)轴上的多种激素共同调控㊂下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(g o n a d o t r o p h i n r e l e a s i n g h o r-m o n e,G n R H)主要是通过控制促性腺激素的分泌而发挥对卵泡发育的调节作用[26]㊂垂体分泌的促性腺激素是黄体生成素(l u t e i n i z i n g h o r m o n e,L H)和F S H,主要影响卵巢类固醇激素的合成㊂在蛋鸡体内,适宜的F S H和L H浓度可以迅速地刺激卵泡生长㊁发育和排卵,从而增加产蛋量[27]㊂类固醇激素(如孕激素和雌激素)合成于卵巢和卵泡,是维持卵泡正常发育㊁增强动物繁殖性能所必需的,其合成途径如图2所示㊂孕激素(p r o g e s t e r o n e,P)有促进排卵的作用㊂雌激素(e s t r a d i o l,E2)是禽类雌性动物卵巢发育的关键调节物,具有调节性腺分化和发育㊁生殖行为及肝脏中卵黄前体物质合成的功能㊂蛋鸡卵泡发育还受其他内分泌激素的影响,比如胃促生长素(g h r e l i n)[28]㊁k i s s p e p t i n[29]㊁瘦素(l e p-t i n)[30]等㊂2.1.2细胞因子对卵泡发育的调节转化生长因子β超家族(t r a n s f o r m i n g g r o w t h f a c t o r-β, T G F-β)㊁表皮生长因子(e p i d e r m a l g r o w t h f a c t o r, E G F)和其他细胞因子是影响蛋鸡卵泡发育的重要因素[31-32]㊂在鸡卵泡的发育过程中,Z h o u等[33]研究发现T G F-β1可刺激G C s分泌胶原蛋白,促进膜细胞增殖,从而通过细胞间的通讯促进卵泡的发育㊂E G F可通过参与S m a d s信号通路㊁T A C E/A D-AM17信号通路㊁MA P K信号通路等多种与卵泡发育相关的信号通路来调控家禽卵泡的发育[34]㊂因此,这些细胞因子具有调控细胞增殖与分化㊁类固醇激素生成㊁卵泡选择㊁控制排卵率的作用[35]㊂2.2外在因素对卵泡发育的调节2.2.1蛋鸡营养水平对卵泡发育的调节日粮能量充足是蛋鸡生殖性能的保障㊂研究表明,在日粮中保持适当的能量水平可提供足够的能量和营养摄入,以满足其体重增加㊁骨骼和生殖系统发育的需5163畜 牧 兽 医 学 报54卷图2 家禽类固醇激素的生成过程[31]F i g .2 T h e p r o c e s s o f s t e r o i d h o r m o n e s p r o d u c t i o n i n p o u r t y[31]求[36]㊂然而,营养过剩会导致鸡体重增加至过肥,引起多囊卵巢综合症[37]㊁脂肪肝[38]等代谢性疾病,从而导致鸡产蛋率急剧下降甚至死亡,最终造成巨大的经济损失㊂长期的高糖高脂饮食会造成机体高胰岛素血症和高脂血症,使卵巢卵泡发育受损[39],降低血清中类固醇激素(包括P ㊁E 2和睾酮)的水平[40]㊂相较于自由饮食,8~18周龄蛋鸡进行适当的能量限制(85.97%,2450k c a l AM E n㊃k g -1)可以提高蛋鸡整个产蛋期的蛋重和产蛋量[41]㊂由此可知,营养水平是蛋鸡产蛋性能的重要影响因素㊂2.2.2 环境对卵泡发育的调节 卵巢氧化应激是影响蛋鸡卵泡发育的重要外界因素㊂L i 等[42]研究发现,热应激通过激活F a s L /F a s 和肿瘤坏死因子(t u m o r n e c r o s i s f a c t o r -α,T N F -α)通路诱导细胞凋亡,导致等级卵泡数量减少,闭锁卵泡增加,蛋鸡产蛋率急剧下降,从而降低蛋鸡的产蛋性能㊂此外,遮光也可以造成蛋鸡卵巢氧化应激,其通过各种途径影响蛋鸡卵泡发育,从而降低其产蛋效率[43]㊂研究发现,抗氧化剂可以缓解蛋鸡卵巢的氧化应激,从而改善蛋鸡的卵泡发育,提高蛋鸡产蛋性能[44]㊂这可能是缓解环境对卵泡发育影响的有效措施之一㊂3 卵泡发育的表观遗传调控机制动物卵泡的发育涉及基因有序的转录激活和抑制等一系列复杂的生命过程,这对雌性的繁殖性能至关重要㊂在D N A 序列不改变的前提下,表观遗传修饰引起基因表达改变或细胞表型发生变化是卵泡发育中重要的调控机制之一[45]㊂表观遗传主要通过D N A 甲基化㊁组蛋白修饰㊁非编码R N A 调控㊁R N A 修饰以及染色质重塑等5种方式在转录和转录后水平对卵泡发育相关基因的表达进行调控㊂3.1 卵泡发育的D N A 甲基化调控D N A 甲基化是指在D N A 甲基转移酶(D N Am e t h yl t r a n s f e r a s e s ,D NMT s )的催化下,以S -腺苷甲硫氨酸(S -a d e n o s i n e m e t h i o n i n e ,S AM )作为甲基供体,将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(5-m e t h yl -c yt o s i n e ,5m C )的过程[46]㊂这是一种在转录水平调控基因表达的表观遗传修饰方式,也是目前了解和研究最多的表观遗传调控机制之一㊂大量研究发现,D N A 甲基化与卵泡发育之间存在密切联系㊂例如,大麻处理的小鼠卵巢颗粒细胞出现D N A 甲基化水平增加,且其中三分之二的D N A 甲基化差异位点影响基因的转录[47]㊂多囊卵巢综合征(p o l y-c y s t i c o v a r i a n s y n d r o m e ,P C O S )患者的血清㊁卵巢㊁下丘脑㊁骨骼肌㊁脂肪组织均检测到基因的异常D N A 甲基化,且这些基因所在的通路与P C O S 的胰岛素抵抗㊁脂质代谢和卵泡发育密切相关[48]㊂另有研究表明,与类固醇合成相关基因[49-50]及与卵泡凋亡和细胞周期相关基因的异常D N A 甲基化会导致卵泡发育异常[51]㊂D N A 甲基化异常甚至可以导致细胞癌变,表现为总体上甲基化水平降低而局部甲基化水平升高[52]㊂D N A 甲基化主要发生在启动子区域C p G 岛㊂C p G 差异甲基化区(d i f f e r e n t i a l m e t h y l a t e d r e gi o n s ,D M R s )是重要的表观遗传修饰标记和参与基因转录的功能区[53]㊂正常情况下,G C s 启动子区域的C pG 岛发生甲基化,抑制基因的61639期茹盟等:蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展转录,细胞发育正常,而在卵巢癌中,C p G岛不发生甲基化,下游基因被激活,细胞发育异常(图3)[54]㊂因此,蛋鸡也可以作为动物模型来研究人类卵巢癌[55]㊂图3D N A甲基化在颗粒细胞发育中的作用[54]F i g.3T h e r o l e o f D N A m e t h y l a t i o n i n g r a n u l o s a c e l l d e v e l o p m e n t[54]3.2卵泡发育的组蛋白修饰调控组蛋白修饰也是调控卵泡发育的主要表观调控机制之一,主要通过组蛋白的N端发生乙酰化㊁甲基化㊁泛素化㊁磷酸化等修饰影响基因的转录[56]㊂其中甲基化和乙酰化修饰为调控蛋白提供附着位点影响染色质的结构和活性㊂组蛋白乙酰化是一种可逆的动态过程,乙酰化和去乙酰化分别由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶调控[57]㊂研究发现,组蛋白乙酰化可促进转录,而去乙酰化可以促进基因沉默或抑制[58]㊂在鸡的卵泡发育过程中,L i 等[59]利用不同等级卵泡的G C s通过C h I P-s e q分析得到H3K27a c(活性增强子上的典型组蛋白标记物)图谱,之后通过A T A C-s e q和s c R N A-s e q联合分析,发现基因表达和染色质结构变化是一致的㊂组蛋白乙酰化也会影响类固醇激素生成相关基因的表达,在小鼠卵巢G C s中,丁酸盐通过H3K9a c调控P P A Rγ和P G C1α信号通路上基因的表达促进类固醇激素生成[60]㊂组蛋白甲基化是最稳定的组蛋白修饰,其中组蛋白H3和H4的赖氨酸(K)侧链上单㊁双㊁三甲基化在卵泡和卵母细胞的发育等生理过程中起着至关重要的作用[61-62]㊂研究表明,当特异性敲除卵母细胞中组蛋白去甲基化酶的编码基因K d m2a后,其激素敏感性降低,且卵母细胞发育停滞㊁形态异常增多[63]㊂此外,衰老引起蛋鸡繁殖能力下降㊁卵泡发育受损的机制可能与组蛋白甲基化失调有关㊂在老年小鼠卵泡发育过程中,卵母细胞H3K36m e3降低,线粒体凝集增加,细胞凋亡增加导致发情周期缩短,E2浓度降低,卵巢内卵泡数量减少,输卵管上皮组织结构紊乱[64]㊂3.3卵泡发育的非编码R N A调控非编码序列是一种基因转录后表达调控因子,在细胞增殖㊁分化㊁凋亡等生理过程中发挥着至关重要的作用[65]㊂大量关于非编码R N A调控蛋鸡卵泡发育的研究主要集中在m i R N A(m i c r o R N A)㊁l n c-R N A(l o n g n o n-c o d i n g R N A)㊁c i r c R N A(c i r c u l a r R N A)㊂m i R N A是短链非编码R N A,在转录后调节基因表达㊂最近,许多研究揭示了卵巢卵泡发育的m i R N A调控机制[66]㊂S o n g等[67]研究发现,雌性小鼠暴露于多种拟除虫菊酯类杀虫剂后,次级卵泡数量显著减少,闭锁卵泡数量增加,颗粒细胞凋亡增加,通过R N A-s e q分析发现其卵巢内m i R-152-3p㊁m i R-450b-3p和m i R-196a-5p水平显著上调㊂m i R N A 在蛋鸡卵巢发育过程中的调控作用也多有研究㊂相较于低产蛋鸡,高产蛋鸡卵巢的R N A-s e q结果显示11个主要参与类固醇激素生物合成的m i R N A表达增高,并且另外3个m i R N A(g g a-m i R-34b㊁g g a-m i R-34c和g g a-m i R-216b)参与调控细胞增殖㊁周期㊁凋亡等过程[68]㊂另有研究表明,m i R-1a和m i R-7163畜牧兽医学报54卷21的表达量在鸡成熟期和未成熟期的卵巢及不同等级的卵泡中出现极显著变化[69]㊂g g a-m i R-449b-5p靶向G F2B P3基因调控鸡卵巢G C s类固醇激素的合成[70],m i R-196b-5p表达量的降低会促进G C s 的凋亡和抑制G C s的增殖[71],m i R-143-3p靶向卵泡刺激素受体,对G C s分化和卵泡发育至关重要[72]㊂因此,m i R N A通过调控卵巢发育和激素生成相关的靶基因发挥作用㊂l n c R N A是长度超过200个核苷酸,缺乏蛋白质编码功能的长链非编码R N A,在卵泡发育中发挥着不可或缺的作用[73]㊂据报道,高产蛋鸡(海兰褐)与低产蛋鸡(坝上长尾鸡)卵泡的R N A-s e q结果发现了550种差异l n c R N A,且这些l n c R N A主要参与卵母细胞减数分裂㊁卵母细胞成熟和细胞周期等生物学过程[74]㊂卵泡发育抑制因子(i n h i b i t o r y f a c-t o r o f f o l l i c u l a r d e v e l o p m e n t,I F F D)是一个与卵泡发育相关的l n c R N A,可以通过抑制G C s增殖和E2分泌促进G C s凋亡来抑制卵泡发育[75]㊂c i r c R N A是一种新型的非编码R N A,在蛋鸡的卵泡发育上也有相关研究㊂W a n g等[72]对不同光照处理的蛋鸡S Y F s构建G C s的c i r c R N A图谱,发现这些c i r c R N A主要富集在卵巢类固醇生成㊁MA P K 和P I3K-A k t信号通路㊂3.4卵泡发育的R N A修饰R N A甲基化修饰包括N6-腺苷酸甲基化(N6-a d e n y l a t e m e t h y l a t i o n,m6A)㊁N1-腺苷酸甲基化(N1-a d e n y l a t e m e t h y l a t i o n,m1A)㊁胞嘧啶羟基化(5-m e t h y l c y t o s i n e,m5C)㊂m6A是一种普遍存在的R N A修饰,在细胞活力㊁增殖㊁周期中起着重要的调节作用[76]㊂在2019年,F a n等[77]首次运用高通量测序技术发现m6A在蛋鸡卵泡选择过程中的调控作用㊂M e R I P-s e q的结果发现,m6A甲基化程度在蛋鸡的G C s和膜细胞中存在差异,并且W n t通路上多个关键基因的m R N A甲基化程度与m R N A 表达水平更高,表明m6A修饰可能通过调节W n t 通路发挥其重要作用㊂m6A修饰对其他动物卵泡发育的调控也有一定研究㊂m6A可以修饰牦牛卵巢中B N C1㊁HOM E R1㊁B M P15㊁B M P6㊁G P X3和W N T11等与性激素分泌相关基因的m R N A甲基化程度,调节牛卵泡生长发育,影响牦牛的发情周期[78]㊂在猪的卵泡发育过程中,C a o等[79]对颗粒细胞构建m6A修饰图谱,表明m6A修饰可能调控G C s类固醇生成和卵子生成相关通路,以此来影响卵泡发育㊂4小结综上所述,在D N A序列不发生改变的情况下,表观遗传调控对蛋鸡卵泡发育起着重要的作用㊂在了解家禽卵泡发育如何受激素㊁细胞因子㊁环境及营养等影响的基础上,深入研究家禽卵泡发育的表观遗传调控机制,是后续提高蛋鸡产蛋性能和繁殖性能的重点㊂目前,表观遗传对蛋鸡卵泡发育的研究基本上都是在颗粒细胞层和颗粒细胞模型上进行的,且主要聚焦在非编码R N A的调控机制㊂因此,禽类卵泡发育的表观遗传调控机制可以在整体水平上多角度深入研究㊂可以借鉴小鼠上的研究思路,同时结合新的三代测序㊁代谢组㊁单细胞测序和空间转录组等新技术扩展表观遗传对卵泡发育调控机制的新思路㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] K R A L I K G,K R A L I K Z.P o u l t 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卵泡刺激素(FSH)的研究进展
卵泡刺激素(FSH)的研究进展任春明;字向东;张重庆;杨其沅【期刊名称】《畜禽业》【年(卷),期】2006(000)020【摘要】卵泡刺激素(FSH)是一种糖蛋白激素,其主要的生理作用是促进雌性动物子宫内膜生长、排卵、刺激多卵泡发育及刺激雄性动物精子发生.本文综述了近年来在FSH的分子结构、理化性质和作用机理等方面的研究进展及其在超数排卵、卵母细胞体外成熟和治疗人类相关生殖疾病方面的应用前景.【总页数】4页(P10-13)【作者】任春明;字向东;张重庆;杨其沅【作者单位】西南民族大学生命科学与技术学院,四川,成都,610041;西南民族大学生命科学与技术学院,四川,成都,610041;西南民族大学生命科学与技术学院,四川,成都,610041;西南民族大学生命科学与技术学院,四川,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】S8【相关文献】1.耳穴压豆联合甘麦大枣汤治疗更年期失眠妇女对血清雌二醇(E2)、卵泡刺激素(FSH)的影响 [J], 刘真;杜永伟;林唐唐;刘康成2.耳穴压豆联合甘麦大枣汤治疗更年期失眠妇女对血清雌二醇(E2)、卵泡刺激素(FSH)的影响 [J], 刘真;杜永伟;林唐唐;刘康成;3.卵泡刺激素(FSH)的研究进展 [J], 任春明; 字向东; 张重庆; 杨其沅4.估测卵泡期早期卵泡刺激素(FSH)水平增高的患者卵泡发育终末期初始化的FSH 阈值 [J], De Koning C.H.;Schoemaker J.;Lambalk C.B.;石磊5.高龄妇女采用尿卵泡刺激素(FSH)比重组FSH更有效的随机对照研究 [J], Mohamed M.A.;Sbracia M.;Pacchiarotti A.;李欢因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
卵巢早衰的病因学研究进展
27 Journal of China Prescription Drug Vol.17 No.8·综述·卵巢早衰(POF)是一种有多种病因的综合征,每个病因都可以从某个方面减少卵巢内卵泡池的储备或引起卵泡功能失调而导致卵巢早衰[1-2]。
卵巢功能下降,卵巢早衰严重影响广大妇女身体健康及生活质量,近年来其发病率有逐年上升趋势,治疗效果不理想,本文对其病因学研究作一综述。
1 卵巢早衰的病因学研究进展1.1 遗传因素部分POF患者存在卵巢早衰或过早绝经家族史,大约10%的卵巢早衰患者有家族史,包括X染色体及常染色体的基因突变等。
X染色体畸变是一组X连锁的基因性疾病,这种疾病时常伴有染色体重组或异常等不良状况。
X染色体畸变最常见是特纳综合征(Tunner),属于性腺先天性发育不全,正常女性的染色体核型为45,XX。
而Tunner的核型为45,XO或45,XO/46,XX或45,XO/47,XXX。
可引起卵子发生障碍,导致POF的发生。
认为两条X染色体上都存在与卵子发生相关的等位基因,X染色体发生畸变或缺失,相关基因异常或缺失可引起卵子发生障碍,导致卵巢早衰,但确切基因型与表现型的关系尚不明确,有待于进一步的研究。
1.2 免疫因素免疫因素是POF常见的原因,相关临床研究显示,大约有20% POF患者由于自身免疫系统无法识别卵巢组织所导致的。
研究发现患者患有自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮、自身免疫性甲状腺疾病或幼儿期患病毒性腮腺炎,卵巢炎可致卵巢功能部分或全部丧失。
通常情况下,正常女性在正常生理活动过程中,体内依旧存在一定量的抗卵巢抗体(AOAb),其形成原因可能与患者自身的衰老组织细胞清除有较为密切的关系。
但值得注意的是,如果在日常生活中受到某种因素刺激,就有可能导致患者体内的AOAb分泌量出现增多或形成新型异常的AOAb,若异常的抗体形成后,对患者体内的特异性靶细胞造成影响,则会导致患者体内发生过度抗原抗体反应,进而损伤患者体内卵巢的正常细胞[3]。
人重组卵泡刺激素研究进展
9 %) 几 乎不含有外 源 蛋 白污 染 , 含有 L 唾 液酸 含量 9 , 不 H, 高, 等电点恒 定 , 内半 衰期 延长 , 物活性 高 , 体 生 原材 料来源 无限 , 无不 同生产批 次差异性等特点 。最 常见 的用于表达生
产 rFH的是工程化 中 国仓 鼠卵巢 ( H ) 胞 ,H hS CO 细 C O细胞 是 目 表达具有 翻译后修饰 蛋 白的常用宿 主 , 前 具有遗传背景
业化产 品相 比虽然在 治疗效果上没有 明显 差别 , 但在增 加安
全性 , 减少不 良反应 , 便患 者 治 疗 等方 面还 是 优势 明显 。 方
但 是 rF H与尿 源 性 F H 在 I 应用 中均有 着 明 显 的不 hS S 临床 足: 体内半衰期较短 , 疗程 内患者 需要 每 天注射 1~2次 , 连
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山东 医药 2 0 0 8年第 4 8卷第 9期
人 重组 卵 泡 刺 激 素研 究 进 展
卢福 昱 , 炜 源 俞
( 军事医学科 学研 究院生物工程研 究所, 北京 107 ) 00 1
[ 关键词 ] 卵泡刺激素 ; 不孕症 ; 脑垂体 [ 中图分类号 ] 1 7 . 1 71 9 [ 文献标 识码 ] A [ 文章编号 ] 10 .6 X( 0 8 0 -1 70 0 226 2 0 )90 4 -2
清楚 , 达水 平相 对较 高 , 且表 达 的糖 基化 蛋 白质 在分子 表 而 结构 、 理化性质 和生物学功能方 面最 接近天然蛋 白质分子等
优 点 。将 含 有 完 整 的人 F H 的 仪、 亚 基 基 因 编码 序 列 的 真 S 1 3
胞精管 内的支持 细胞 是 FH 的靶细 胞 ,S S FH与 支 持 细胞 上
影响人卵母细胞体外成熟因素的研究进展
影响人卵母细胞体外成熟因素的研究进展高佩安;王飞;王庆果【摘要】@@ 卵母细胞体外成熟培养(In Vitro Maturation,IVM)是指将GV期或GV前期的卵母细胞在体外培养,达到次级卵母细胞(MII),能够正常发育、受精和着床,包括完整的卵泡培养[1]和单纯的卵丘复合体培养.在现代生殖领域中,IVM为降低患者促排卵并发症、降低治疗费用提供了解决途径,利用该技术可为一些高龄、卵巢早衰、卵巢切除和遗传病患者提供生殖机会,同时也有助于深入了解卵巢内不同发育阶段卵泡的发育机制和特点,但目前IVM的成功率还很低.【期刊名称】《泰山医学院学报》【年(卷),期】2009(030)007【总页数】4页(P552-555)【关键词】卵母细胞;体外成熟;影响因素【作者】高佩安;王飞;王庆果【作者单位】泰山医学院;泰山医学院;泰山医学院【正文语种】中文【中图分类】R321.1卵母细胞体外成熟培养(In Vitro Maturation,IVM)是指将GV期或GV前期的卵母细胞在体外培养,达到次级卵母细胞(MII),能够正常发育、受精和着床,包括完整的卵泡培养[1]和单纯的卵丘复合体培养。
在现代生殖领域中,IVM为降低患者促排卵并发症、降低治疗费用提供了解决途径,利用该技术可为一些高龄、卵巢早衰、卵巢切除和遗传病患者提供生殖机会,同时也有助于深入了解卵巢内不同发育阶段卵泡的发育机制和特点,但目前IVM的成功率还很低,要从根本上提高其成功率,必须对卵母细胞发育的相关影响因素进行研究和探讨。
1 体外因素1.1 促性腺激素促性腺激素(Gn)是参与卵泡发育调节的主要蛋白质激素。
研究显示Gn能通过诱导c-fos、c-myc、c-myb、c-erbB-2等癌基因的表达而调控颗粒细胞的分化和甾体激素分泌[2]。
Gn能通过cAMP途径促进颗粒细胞增生,卵丘细胞膨散。
卵泡刺激素(FSH)对卵母细胞的作用可能是通过刺激卵丘细胞分泌促卵母细胞成熟因子,该因子的产生就有赖于cAMP水平的变化[3] 。
抑制素_活化素_卵泡抑素系统研究进展
中图分类号: S814. 1
文献标识码: A
文章编号: 1004-7034( 2011) 03 - 0032 - 03
关键词: 抑制素; 活化素; 卵泡抑素; 卵巢颗粒细胞; 垂体细胞 摘 要: 抑制素、活化素和卵泡抑素主要由垂体细胞和卵巢颗粒细胞分泌,是细胞转化生长因子超家 族的成员。抑制素 - 活化素 - 卵泡抑素系统作为卵巢卵泡内局部调节因子,通过内分泌机制调节垂 体卵泡刺激素的分泌,通过旁分泌和自分泌的机制调节卵巢卵泡的发育、闭锁和黄体化过程,进而调 节动物的生殖活动。本文综述了抑制素 - 活化素 - 卵泡抑素系统的结构特性、生理功能及作用机制。
早期的研究发现,抑制素通过与活化素竞争性结 合活化素受体Ⅱ,使活化素受体Ⅰ不能磷酸化,从而 颉颃活化素信号转导。在某些组织细胞中,高浓度的 抑制素并不能完全阻断活化素的生物活性; 另一方面 垂体和卵巢上具有抑制素高亲和力结合位点并不能 与过量活化素形成竞争。这表明活化素受体Ⅱ并不 是抑制素发挥颉颃活化素生物活性的唯一受体,在体 内可能存在其他的抑制素受体( INHR) 成分[7]。
研究表明,活化素在许多组织细胞中都有调节功 能,活化素可由垂体的促性腺细胞分泌,有降低促黄 体素诱导雄激素产生的作用,能提高卵泡刺激素受体 的表达,增强垂体分泌卵泡刺激素的能力,进而促进 卵泡生长。它还参与调节卵泡成熟前芳香化酶的活 性,成熟卵泡内的活化素能抑制雌二醇的合成,也能 抑制黄体期颗粒细胞中孕酮的合成,这表明活化素具 有促进卵泡成熟、增强颗粒细胞功能的作用,还能促 进颗粒细胞的增殖、分裂及延缓颗粒细胞黄体化的启 动,与成熟卵泡的闭锁有关。活化素对成熟卵泡分化 的抑制机制可能为: ①通过抑制雌二醇的合成,最终 限制卵泡膜雄激素的产生; ②通过诱导卵泡抑素的产 生,以中和体内升高的活化素。有人在研究卵泡的发 育过程时发现,成熟卵泡中的活化素水平有所下降, 而抑制素水平则升高,这种激素水平的改变,促使雄 激素的合成底物雌二醇的合成增加,以自分泌和旁分 泌的方式促进垂体卵泡刺激素的合成及分泌,从而促 进卵泡发育。Shukovski L 等[5]发现牛卵泡抑素的表 达随着卵泡的增大而上升,排卵前达到高峰,有人推 测,卵泡抑素是通过自分泌和旁分泌的形式来调节颗 粒细胞功能的,导致卵泡的黄体化与闭锁。Jaswant S 等[6]的试验 结 果 表 明,牛 的 卵 泡 抑 素 在 颗 粒 细 胞 和 黄体细胞中存在阶段性表达,卵泡抑素在卵泡生长中 期和排卵前期表达最高。如果一波卵泡未能优势化, 则新的一波卵泡紧接着出现,这时颗粒细胞中卵泡抑 素的水平下降。排卵后正在进行黄体化的细胞上几 乎检测不到卵泡抑素,到间情早期则又出现,在间情 期的黄体细胞中卵泡抑素的表达再次升高,而黄体退 化时其表达又消失。 3 抑制素 - 活化素 - 卵泡抑素系统的作用机制 3. 1 活化素的信号转导
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卵泡刺激素的研究进展发布者:任春明等发布时间:2006-6-30 10:09:00内容摘要摘要卵泡刺激素(FSH)是一种糖蛋白激素,其主要的生理作用是促进雌性动物子宫内膜生长、排卵、刺激多卵泡发育及刺激雄性动物精子发生。
本文综述了近年来在FSH的分子结构、理化性质和作用机理等方面的研究进展及其在超数排卵、卵母细胞体外成熟和治疗人类相关生殖疾病方面的应用前景。
正文文字大小:大中小卵泡刺激素又称促卵泡激素(Follicle Stimulating Hormone,FSH),是一种糖蛋白激素,分子量约为30 KD,属于糖蛋白激素家族。
它能促进颗粒细胞增生,刺激类固醇生成,调节配子细胞的发育和成熟,是下丘脑-垂体-性腺轴中的主要激素之一[1]。
对FSH的研究始于20世纪20年代,早在1920年,Zondek和Aschheim就提出雌性动物垂体可能还有两种促性腺物质:一种是刺激卵泡成熟,另一种是促进排卵形成黄体。
1927年,Smith等证明动物在切除脑垂体后性器官萎缩,而移植垂体则可使其恢复。
1931年,Ferold等首次成功地将垂体提取物分为两种不同的成分后被其他学者定义为卵泡刺激素(FSH)和促黄体生成激素(LH)。
FSH在不同哺乳动物之间存在明显的种属特异性,马和猪垂体中FSH的含量最高,人次之,牛、羊等含量较低。
女性在健康状态下血清中FSH的含量:卵泡期0.7~1.2μg/ml,排卵期1.4~3.8μg/ml,黄体期0.4~2.1μg/ml,月经期0.5~2.5μg/ml。
卵巢或睾丸发育不良时,孕酮和睾酮浓度下降,对下丘脑和脑垂体的副反馈作用减弱使FSH浓度较高[2]。
随着对FSH研究的深入,发现FSH在动物繁殖育种、超数排卵及胚胎移植和人类相关疾病治疗上有广阔的应用前景。
对FSH及其基因工程的研究已经成为世界范围内的热点。
本文将综述FSH的结构和生物学功能的研究进展及其应用前景。
1 FSH的化学结构与性质FSH是由动物垂体前叶嗜碱性细胞合成和分泌的一种糖蛋白类促性腺激素[3]。
其分子主要含有4类碳水化合物:己糖(3.90%),氨基己糖(2.40%),岩藻糖(0.40%),唾液酸(1.40%)。
FSH的分子量在动物间存在种属差异,大致在30 KD左右。
FSH是由两个非共价结合可解离的亚基所组成,称为α-亚基和β-亚基,α-亚基由92~96个氨基酸组成,β-亚基由109~115个氨基酸组成[4,5]。
两亚基通过内部二硫键维持自身正确的三级结构,C端残基的位置决定其折叠的三维空间结构。
糖基是以N-糖苷键的方式连接在α和β两个亚基各自的区域[6]。
由垂体分泌的FSH、LH、促甲状腺激素(TSH)及胎盘产生的绒毛膜促性腺素(CG)它们共同组成一个糖蛋白激素家族。
它们的功能各异,结构却极为相似,都是由α-亚基和β-亚基所组成。
在同一种内α-亚基是确定的,甚至在所有哺乳动物中的α-亚基的氨基酸序列都是保守的,它们的α-亚基可以互换,而β-亚基不能互换,β-亚基具有激素各自的特异性,又具有种间特异性,是激素生物活性和免疫活性的决定因素[7]。
α-亚基和β-亚基单独都不具有生物活性,只有当两者结合在一起引起立体结构上的变化,才具有生物活性[8]。
一般认为,α-亚基负责信号传导作用[9],β-亚基是功能亚基,参与受体结构。
后经研究发现,α-亚基和β-亚基均参加受体结合和信号传导作用[10]。
2 FSH基因的分子结构FSH-α亚基基因由3个外显子和3个内含子组成,含有24个氨基酸的前导序列及编码96个氨基酸的DNA序列。
FSH-α、-β亚基基因与FSH蛋白质的结构如图1所示[11]:图1 FSH-α、-β亚基基因与FSH蛋白质的结构示意图人的FSH-α亚基基因有12个碱基对缺失,因此在其成熟蛋白质中N末端(5~8)连接的氨基酸不足4个。
各畜种促性腺激素的α、β亚基分别为10、12个氨基酸残基,其位置相当稳定。
FSH-β亚基基因由3个外显子和2个内含子组成[9],编码110多个氨基酸的蛋白质。
第一外显子是5ˋ非翻译区,第二外显子前端有编码7个氨基酸的信号肽序列,信号肽含4个半光氨酸残基,具有很强的亲水性。
第三外显子一般编码36~111个氨基酸残基,并具有3ˋ非翻译区。
第一内含子800bp,在不同的糖蛋白激素中其位置变化较大。
第二内含子约1.4kb,保守性相当强[12]。
3 FSH的分泌及代谢FSH的生物合成包括卵泡刺激素蛋白的翻译和碳水化合物的添加,添加碳水化合物是一种边翻译边修饰和翻译后修饰的过程。
在异二聚体中,α、β两亚基各自的基因转录成mRNA后,翻译成α、β亚基前体,然后切除信号肽,两亚基在内质网上结合并起始寡糖链的合成,糖基化的异二聚体随之被转移到高尔基体,在这里进行糖类的特别修饰,出现特异性的亚基而成为具有活性的成熟FSH[13]。
在异二聚体合成过程中,自由的α亚基往往是被过量合成和分泌的,FSH的合成还受到雌二醇(E2)等激素的反馈抑制[14]。
FSH的分泌呈脉冲式,在血中浓度取决于脉冲分泌的频率、释放激素量及降解速率。
FSH通过肝、肾清除,血液中清除主要有两种形式,即最初的快速消失相和随后的慢速消失相,半衰期分别为3.90h和70.40h[15]。
唾液酸连接在糖蛋白多肽链的末端,在FSH的分解代谢中可以阻止其与肝细胞膜上的载体蛋白结合,减缓其降解速度,延长半衰期,增加生物学活性,如果去掉唾液酸,则会导致FSH末端半乳糖部分暴露,使其在体内的活性大大减少[16]。
羊FSH 生物活性比牛要强得多,这可能就是与牛FSH唾液酸成分含量较少有关。
动物刚出生时血液中FSH的含量很低,之后随着年龄的增长而缓慢上升,到初情前期,虽然腺垂体中FSH的浓度较高,但血液中FSH的浓度依然很低。
到初情开始后,垂体大量分泌并释放FSH,才使血液中FSH的浓度大幅度升高。
性成熟母畜,血液中FSH的浓度随发情周期呈周期性变化,畜种不同血液中FSH 的含量也不同,但其变化规律是相似的:发情前期,呈现波动性升高,随后稍微降低;排卵前,升至发情周期的最高水平;排卵后,迅速降至较低水平呈现较稳定的脉冲式分泌;妊娠期,由于血液中高水平孕酮的反馈性调控,FSH的浓度较低;泌乳期,血液中FSH浓度也较低;乏情期,FSH的浓度低于发情周期中的基础值[17]。
4 FSH的生物学活性及其作用机理FSH在雌性动物可促进子宫内膜生长、排卵、刺激多卵泡发育等。
靶细胞上存在着FSH的特异性受体,FSH与细胞膜上的卵泡刺激素受体结合后,通过G蛋白偶联机制激活腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP增加或引起钙离子内流,从而对细胞的代谢或功能活动产生影响[18]。
FSH与受体结合后产生两种作用。
一方面活化芳香化酶,另一方面诱导LH受体形成。
内膜细胞在LH的作用下提供19碳底物-雄烯二酮或睾酮这些底物通过基底膜进入颗粒细胞,活化的芳香化酶把它们转变为17-βE2,而卵泡内膜本身只能产生很少量的雌激素。
雌激素协同FSH 使颗粒细胞增生,内膜细胞分化,卵泡液形成卵泡腔扩大,从而使卵泡生长和发育[19]。
在自然条件下,单胎动物只有一个卵泡发育成熟至排卵,即使多胎动物也只有部分卵泡发育成熟,其他卵泡在不同发育阶段先后退化,可见正常垂体分泌的FSH只能保证一个或部分卵泡发育成熟。
如果在发情前期给动物注射大量FSH,就能使将要退化的卵泡发育成熟,其排卵量可超过正常排卵数的若干倍,例如对波尔山羊注射FSH,获得了显著的超数排卵效果[20,21]。
另外,FSH还可直接作用于卵巢,刺激卵巢生长,增加卵巢重量[22]。
FSH对雄性动物可刺激精子的发生,它能刺激曲细精管上皮和次级精母细胞的发育,在LH和雄激素的协同下使精子发育成熟。
曲细精管内的支持细胞是FSH 的靶细胞。
FSH对支持细胞的作用之一,就是刺激分泌一种雄性素结合蛋白(ABP)。
ABP对睾酮有很大的亲和力,与睾酮结合,借以保持曲细精管腔内睾酮的高水平,从而在曲细精管内对精子的发生起作用。
值得注意的是如果只增加FSH的量,虽能使睾丸增大,曲细精管上皮细胞分裂活动增加,精子细胞增多,但并无成熟精子形成。
通过基因敲除法制备FSH基因突变鼠以研究FSH基因功能,发现雌性动物由于卵泡发育受阻而不育,而雄性小鼠即使睾丸较小,附睾精液量减少75%,却仍可育[23]。
可见FSH对雌性生殖的作用是绝对的,而对雄性动物来说,FSH则影响较小。
此外,FSH还能促进其它糖蛋白激素的合成,并可反馈调节下丘脑-垂体-性腺轴,调节性腺激素的合成和分泌;另有证据表明FSH可专一地刺激和诱导原癌基因c-fos与c-myc mRNA水平的增加[24]。
5 FSH的应用前景5.1 FSH在动物繁殖育种中的应用FSH在促使家畜性成熟提前、诱导泌乳乏情期的母畜发情、提高公畜精液品质、治疗母畜卵巢疾病和胚胎移植中的供体超数排卵等领域的应用中已经得到了深入的分析和总结,近年来又对胚胎移植与超数排卵(MOET)、卵母细胞的体外成熟(IVM)和体外受精(IVF)进行了深入研究和探索。
使我们进一步了解了FSH在动物繁殖育种中的应用[25]:(1)促使家畜性成熟提前:某些家畜的繁殖具有季节性,如果出生较晚,性成熟时有可能错过繁殖季节,接近性成熟的家畜孕酮处理,配合使用FSH,可使它们提早发情配种;(2)诱导泌乳乏情期的母畜发情:FSH处理,可诱导泌乳乏情期的母畜发情和配种,缩短胎间距,提高母畜的繁殖效率;(3)提高公畜精液品质:公畜精子密度不足或精子活力差可致母畜不孕,应用FSH和LH治疗,可提高精子密度,改善精液品质;(4)治疗母畜卵巢疾病:FSH对卵巢机能不全,卵泡发育停滞或交替发育均有较好疗效;(5)超排处理:在胚胎移植工作中,为了获得大量的卵子和胚胎,常用FSH对供体动物进行处理,使其卵泡大量发育成熟和排卵。
(6)卵母细胞的体外成熟和体外受精。
家畜卵母细胞体外成熟和促性腺激素有着密切的联系。
添加适当的激素可以促进卵母细胞的完全成熟,从而进一步应用于体外受精,一般以FSH、LH、E2为添加物[26]。
近年来,对动物经济性状(数量性状)多基因构成的遗传分析研究成为遗传学研究的热点,而对FSH的亚基基因的研究更是众多研究热点中的热点。
FSH的亚基基因被看作是畜种产仔数的一个后选基因。
丁家桐等研究发现FSH的亚基基因对猪产仔数具有显著影响,且对胎儿的生长有显著的促进作用,因而认为FSH 的亚基基因应该可以作为对猪提高繁殖力进行选择的遗传标记[27,28]。
柳淑芳等研究证实雌激素受体基因和FSH的亚基基因是影响猪高繁殖力的两个主要基因[29]。
利用基因工程方法可以大量生产高纯度的FSH,应用于动物繁殖育种,选育出优良性状的品种,在一定程度上可提高家畜的繁殖性能,降低生产成本,带来广泛的经济前景,推动国民经济的发展。