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CNP调控牛卵母细胞线粒体生物合成功能的分子机制探究
结题报告
批准号:
31760670
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
贾振伟
依托单位:
学科分类:
C1704.畜禽繁殖学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王思珍、张颖、梅花、杨文华、丽春、查干哈斯、杨旭、杨达汉、邓守全
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中文摘要
C型尿钠肽(CNP)提高了牛卵母细胞发育潜能,同时增加了线粒体DNA拷贝数,提示CNP可能调控了线粒体生物合成功能。PGC-1α是调节线粒体生物合成的核心因子,CNP是否通过激活PGC-1α调控牛卵母细胞线粒体生物合成,目前尚不清楚。本项目拟以CNP处理牛卵母细胞,通过检测PGC-1α基因表达、蛋白磷酸化和乙酰化,明确其是否激活PGC-1α;通过检测转录因子NRF1/2和TFAM、核基因组和线粒体基因组编码的线粒体蛋白基因表达以及线粒体数量和氧化磷酸化活性,明确激活PGC-1α是否促进了线粒体生物合成和氧化磷酸化代谢;通过调查是否激活CREB促进PGC-1α表达、激活AMPK使PGC-1α磷酸化或去乙酰化,解析激活PGC-1α的关键信号通路,探讨CNP调控牛卵母细胞线粒体生物合成的机制,为了解CNP提高牛卵母细胞发育潜能的原因提供有价值的信息,也为优化牛卵母细胞体外成熟体系提供理论依据。
英文摘要
C-type natriuretic peptide(CNP) improved bovine oocytes developmental potential, as well as increased mitochondrial DNA copy number, suggesting that CNP may regulate the function of mitochondrial biogenesis. PGC-1α is a transcriptional coactivator that plays a central role in this process of mitochondrial biogenesis. However, whether CNP regulates the function of mitochondrial biogenesis in bovine oocytes by activating PGC-1α remains unknown. In this study, bovine oocytes will be treated with CNP, then whether CNP activates PGC-1α will be determined by testing gene expression of PGC-1α, and its phosphorylation or acetylation; whether the increased activity of PGC-1α enhances mitochondrial biogenesis and oxidative phosphorylation metabolism in bovine oocytes will be clarified by examining the expression of NRF1/2, TFAM and mitochondrial protein genes encoded in nuclear and mitochondrial genomes, mitochondrial numbers and oxidative phosphorylation activity; The key signaling pathways involved in the activation of PGC-1α will be explored by investigating whether CNP enhances gene expression of PGC-1α, and its phosphorylation or deacetylation via activation of CREB and AMPK respectively. Based on the above results, we discuss the mechanism of CNP in control of mitochondrial biogenesis function in bovine oocytes. The implementation of this project would be able to provide valuable information for the understanding on improved developmental potential of bovine oocytes after treatment with CNP, and the theoretical basis for optimizing the culture system of bovine oocyte in vitro maturation.
C型尿钠肽(CNP)前处理牛卵母细胞后进行体外成熟,显著提高了牛卵母细胞发育潜能,但调控机制仍不明确。卵母细胞发育潜能的核心是细胞质成熟的质量,研究认为,体外成熟的卵母细胞胞质成熟不足,暗示CNP可能通过调控牛卵母细胞胞质成熟而影响其发育潜能。线粒体生物合成功能是卵母细胞胞质成熟的一个重要标志,前期研究发现,CNP前处理牛卵母细胞显著提高了线粒体DNA拷贝数,提示其可能调控了卵母细胞线粒体生物合成功能,但具体分子机制不清楚。为了扩大卵母细胞来源、获取较多的卵母细胞开展试验,本项目首先调查了CNP体外对不同大小卵泡来源卵母细胞减数分裂阻滞和发育能力的影响,结果表明CNP能够维持不同卵泡来源卵母细胞减数分裂阻滞、提高中卵泡来源卵母细胞发育能力,但不能提高小卵泡来源卵母细胞发育能力。过氧化物酶体增生物激活受体γ辅激活因子-1α (PGC-1α)是调节线粒体生物合成的核心因子,我们研究发现,CNP处理牛卵母细胞后,进行体外成熟,促进了PGC-1α转录及蛋白表达,同时增强了沉默信息调节因子1(SIRT1) 转录和蛋白表达,可能使PGC-1α去乙酰化,揭示了CNP可能从转录和翻译后水平激活PGC-1α。而且,CNP在调控PGC-1α活性的同时,促进了卵母细胞调控线粒体生物合成的关键转录因子基因mRNA和蛋白表达、核基因组和线粒体基因组编码的线粒体蛋白基因表达,同时提高了线粒体数量和膜电位、影响了线粒体分布、降低了活性氧水平,说明其调控卵母细胞线粒体生物合成和氧化代谢活性的同时,增强了抗氧化功能。另外,CNP处理牛卵母细胞后,进行体外成熟,显著提高了牛卵母细胞磷酸化的环磷腺苷效应元件结合蛋白(p-CREB)的水平,但是,分别抑制CNP受体NPR2或蛋白激酶G(PKG)活性的条件下,CNP不能显著提高p-CREB蛋白水平,抑制p-CREB活性条件下,CNP不能显著提高PGC-1α基因表达,说明CNP通过激活CREB促进PGC-1α表达而调控牛卵细胞线粒体生物合成。此外,CNP在调控牛卵母细胞线粒体生物合成的同时,也显著增强了卵丘细胞线粒体功能和抗氧化能力。本项目研究揭示了CNP调控牛卵母细胞线粒体生物合成的分子机制,为深入了解CNP提高牛卵母细胞发育潜能的原因提供了有价值的信息,也为优化牛卵母细胞体外成熟体系提供了理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.13523/j.cb.2006009
发表时间:2020
期刊:中国生物工程杂志
影响因子:--
作者:贾振伟
通讯作者:贾振伟
Pre-IVM treatment with C-type natriuretic peptide in the presence of cysteamine enhances bovine oocytes antioxidant defense ability and developmental competence in vitro
半胱胺存在下的 IVM 前 C 型利钠肽处理可增强牛卵母细胞的抗氧化防御能力和体外发育能力
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Iranian Journal of Veterinary Research
影响因子:1.2
作者:Zhenwei J.;Xianhua Z.
通讯作者:Xianhua Z.
DOI:--
发表时间:2020
期刊:中国细胞生物学学报
影响因子:--
作者:杨鑫宇;高树新;贾振伟
通讯作者:贾振伟
DOI:--
发表时间:2021
期刊:中国细胞生物学学报
影响因子:--
作者:庄天鹏;魏曼丽;贾振伟
通讯作者:贾振伟
DOI:10.16288/j.yczz.18-193
发表时间:2019
期刊:遗传
影响因子:--
作者:杨鑫宇;贾振伟
通讯作者:贾振伟
CNP通过SIRT1调控牛卵母细胞成熟质量的分子机制
  • 批准号:
    32360835
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    贾振伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金