课题基金 / 基金详情

母源NOTCH1/RBPJ对牛早期胚胎发育的调控作用及其机理研究

批准号:
32072939
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王华南
依托单位:
学科分类:
临床兽医学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王华南

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
母源因子在调控卵母细胞成熟和早期胚胎发育过程中发挥着重要作用。NOTCH信号通路对细胞间信号传递和细胞命运决定至关重要。我们前期研究结果证实NOTCH信号通路关键组分NOTCH1和RBPJ在牛早期胚胎中呈现典型母源效应基因表达模式;抑制NOTCH信号通路影响牛早期胚胎发育,导致组蛋白连接蛋白H1FOO和滋养层标记TFAP2A的表达下调,但是其作用机制还不清楚。基于前期工作,本项目拟通过体外受精、显微注射siRNA/mRNA、抑制剂处理、免疫荧光等技术进一步研究母源NOTCH1和RBPJ对染色质重构的影响及H1FOO是否参与介导,分析NOTCH信号通路在早期胚胎细胞谱系分化的作用及TFAP2A是否参与介导,探讨母源NOTCH1和RBPJ对牛卵母细胞成熟的影响及机制。本项目的开展将进一步理解母源因子在牛早期胚胎发育中重要作用,有助于研发相关技术减少牛早期胚胎死亡,进而提高奶牛繁殖率。
英文摘要
Maternal factors play a key role in oocyte maturation and early embryonic development. NOTCH signaling is essential for correct cell fate decisions. We previously confirmed that NOTCH1/RBPJ (NOTCH pathway components ) mRNAs exhibit the typical expression profile of maternal-effect genes in early bovine embryonic development; inhibition of NOTCH signal pathway can affect the early bovine embryonic development, reduce the expression of linker histone H1FOO and trophectoderm marker TFAP2A mRNA, but the mechanism remains unclear. Based on our previous work, the present project will identify the effect of maternal NOTCH1/RBPJ on chromatin remodeling and if H1FOO is involved,on lineage specification and if TFAP2A is involved, the regulatory role of NOTCH signal pathway in oocyte maturation, fertilization and developmental events of early embryos through adopting the molecular and embryological techniques such as in vitro fertilization, microinjection of siRNA/mRNA, inhibitor treatment, and immunofluorescence. The study will help understand the key role of maternal factors in the early bovine embryonic development, which will help develop the novel technologies to reduce early embryo deaths and thus improve reproductive efficiency in dairy cows.
牛繁殖率低是全球性难题,极大地限制了奶牛与肉牛的生产和遗传改良效率。早期胚胎死亡率高是造成牛繁殖率低下的关键因素之一。因此,研究早期胚胎发育的生物学基础对牛的高效繁殖和遗传改良具有重要意义。NOTCH信号通路在细胞生长、分化和凋亡中发挥着重要作用,且在各种生物模型中高度保守。因此,本研究的目的是探讨NOTCH通路在牛早期胚胎发育中的作用及机制。我们首先通过RT-qPCR检测了典型NOTCH通路中关键组分的编码基因在牛早期胚胎发育过程中的表达情况,结果显示这些基因的表达模式都呈动态变化且多数基因具有母源表达特征。其次,我们通过Western Blotting和免疫荧光染色技术分别检测了受体NOTCH1的活性区域(N1ICD)和核心转录因子RBPJ的蛋白水平。通过抑制剂处理手段,我们发现从合子期开始抑制母源NOTCH通路会显著阻碍囊胚的发育,大部分被抑制的胚胎发育停滞在桑椹胚。同时,利用RNAi技术特异性地敲低(Knockdown,KD)NOTCH1会导致囊胚发育率显著降低。用同样的手段敲低RBPJ也会导致囊胚质量严重受损,这可能是抑制NOTCH通路造成胚胎发育失败的原因之一。此外,转录组分析显示,无论是NOTCH1还是RBPJ缺失,都会导致桑葚胚中连接组蛋白H1FOO mRNA显著减少。在小鼠囊胚的TE和ICM细胞中,CDX2和OCT4会分别抑制彼此的表达。但是,牛囊胚中CDX2敲除并不影响OCT4的表达。CDX2嵌合体实验结果进一步证实,CDX2敲除的TE细胞中SOX2的含量更高,表明CDX2在牛晚期囊胚期抑制TE中SOX2的表达从而维持TE的谱系特化。免疫荧光染色结果显示,CDX2敲除后EPI和PE特异性因子NANOG、GATA6和SOX17的定位和信号强度均没有明显变化,表明CDX2并不参与牛囊胚中第二次谱系特化的调控。GATA3也是TE细胞特异性表达的转录因子。结果显示,在牛的早期胚胎中GATA3与CDX2彼此相互独立。单胚胎RNA-seq分析显示CDX2敲除并不影响牛早期囊胚的转录组,而GATA3敲除会引起牛早期囊胚中121个基因的差异表达。有趣的是,GATA3敲除的牛囊胚中NANOG的含量显著降低。因此,这些结果说明牛囊胚中GATA3参与维持NANOG的正确表达。
牛早期胚胎发育中TFAP2C对多能性调控机理研究
  • 批准号:
    32373076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王华南
  • 依托单位:
SIN3A复合物对小鼠早期胚胎发育及基因组印记的作用机制研究
  • 批准号:
    LY19C180002
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王华南
  • 依托单位:
PI3K/AKT/mTOR信号通路在三阴性犬乳腺癌增殖及抗凋亡中的作用研究
  • 批准号:
    31602118
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王华南
  • 依托单位:
国内基金
海外基金