猪低温休眠精子巴豆酰化修饰蛋白发掘及受精潜能关联分析研究
结题报告
批准号:
31772594
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李新红
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:
龚振明、刘春燕、刘艳、王立蕊、李玉华、付杰丽、杨强震、李培飞
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中文摘要
猪冻精繁殖生产瓶颈以及鲜精有效利用期较短已经成为限制生猪改良种育的主要原因,如何延长猪精子体外保存时间、提高优质种公猪精液利用率是目前畜牧业亟待解决的问题。前期研究结果提示猪休眠精子活力等繁殖潜能的降低与蛋白巴豆酰化修饰水平之间存在相关性。因此,本项目在猪精子休眠诱导及巴豆酰化蛋白质组学研究基础上,利用细胞亚分离技术、免疫沉淀技术、修饰肽段抗体亲和富集技术及蛋白酰化酶调控技术,分离并鉴定猪精子巴豆酰化蛋白及巴豆酰化修饰位点,定量比较新鲜精子与休眠精子蛋白巴豆酰化修饰差异性,重点发掘与受精相关巴豆酰化蛋白标记物,分析低温休眠精子蛋白巴豆酰化特点与受精功能相互关系,从精子巴豆酰化蛋白质组学角度探讨猪休眠精子受精潜能变化的分子机制,对于突破猪精子体外保存繁殖学瓶颈以及制定猪精子体外低温休眠诱导新策略具有重要科学意义和应用价值。
英文摘要
The bottlenecks of boar frozen semen production and the short utilization period of fresh sperm have been the main obstacles to restrict the improvement of swine breeding. Hence, extending the preservation time of boar sperm available to artificial insemination in vitro and improving the utilization rate of boar semen are urgent problems to be solved in animal husbandry. However, our previous studies suggested that the decrease of reproductive potential including motility was closely related to the protein lysine crotonylation (Kcr) levels in dormant sperm. Thus, based on the existing research of dormancy induction of boar sperm and Kcr proteomics, we use cell isolation technology, immunoprecipitation and HPLC-MS/MS to identify crotonoylated proteins as well as their Kcr sites in boar spermatozoa and meanwhile, to quantitatively analyze the difference of protein Kcr between fresh semen and dormant spermatozoa. Importantly, this project would also focus on searching the special Kcr protein markers associated with fertilization, analyzing the characteristics of protein Kcr as well as revealing the explicit relationship between protein Kcr and fertility in microthermal dormant sperm. Given all these potential findings, this project would clarify the molecular mechanisms underlying the changes of reproductive potential of dormant boar sperm from the perspective of Kcr proteomics, which will be of great scientific significance and application value to surmount the bottlenecks of boar sperm preservation and to develop new strategies for boar sperm dormancy induction at low temperature in vitro.
猪冻精繁殖生产瓶颈以及鲜精有效利用期较短已经成为限制生猪改良种育的主要原因,如何延长猪精子体外保存时间、提高优质种公猪精液利用率是目前畜牧业亟待解决的问题。前期研究结果提示猪休眠精子活力等繁殖潜能的降低与蛋白巴豆酰化修饰水平之间存在相关性。因此,本项目在猪精子休眠诱导及巴豆酰化蛋白质组学研究基础上,利用细胞亚分离技术、免疫沉淀技术、修饰肽段抗体亲和富集技术及蛋白酰化酶调控技术,分离并鉴定猪精子巴豆酰化蛋白及巴豆酰化修饰位点,定量比较新鲜精子与休眠精子蛋白巴豆酰化修饰差异性,重点发掘与受精相关巴豆酰化蛋白标记物,分析低温休眠精子蛋白巴豆酰化特点与受精功能相互关系,从精子巴豆酰化蛋白质组学角度探讨猪休眠精子受精潜能变化的分子机制,对于突破猪精子体外保存繁殖学瓶颈以及制定猪精子体外低温休眠诱导新策略具有重要科学意义和应用价值。获得黄芪多糖、褪黑激素以及纳米抗氧化剂C60三种抗氧化剂在猪精液低温保存稀释剂中适宜添加计量,钙离子可通过抑制去Kcr酶(HDACs)的活性而不是提高促Kcr酶(P300/CBP)的活性,促进精子中Kcr水平的增加。猪精液体外低温保存复苏后,巴豆酰化修饰蛋白与精子的繁殖潜能具有一定相关性,其中钙离子促进低温保存精子糖酵解、乙酰辅酶A合成、三羧酸循环和氧化磷酸化途径中关键酶的巴豆酰化,抑制线粒体膜电位和ATP生成,微管蛋白等结构蛋白巴豆酰化水平上升进而降低精子结构运动性;谷胱甘肽硫转移酶等具有细胞保护作用的蛋白巴豆酰化增加,维持精子存活的状态。本项目初步揭示猪休眠精子繁殖力降低的分子机制,发掘与受精相关重要巴豆酰化蛋白标记物以及相关调控因子。相关研究内容共发表SCI论文6篇,获授权专利一项。此外,本项目研究发现,猪精液体外保存过程中精子代谢过程乳酸生成以及蛋白乳酸化修饰作用严重影响精子的受精潜能,为猪精子体外保存进一步研究奠定了良好的基础。
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:10.13376/j.cbls/2017149
发表时间:2017
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:杨强震;李培飞;李新红
通讯作者:李新红
DOI:10.1016/j.reprotox.2017.11.008.
发表时间:2018
期刊:J Cell Physiol.
影响因子:--
作者:Fu Jieli;Yang Qiangzhen;Li Yuhua;Li Peifei;Wnag Lirui;Li Xinhong
通讯作者:Li Xinhong
Cadmium inhibits lysine acetylation and succinylation inducing testicular injury of mouse during development
镉抑制发育过程中诱导小鼠睾丸损伤的赖氨酸乙酰化和琥珀酰化
DOI:10.1016/j.toxlet.2018.04.005
发表时间:2018
期刊:Toxicology Letters
影响因子:3.5
作者:Yang Qiangzhen;Li Peifei;Wen Yi;Li Sisi;Chen Jun;Liu Xurui;Wang Lirui;Li Xinhong
通讯作者:Li Xinhong
DOI:10.1016/j.anireprosci.2018.08.010.
发表时间:2018
期刊:Anim Reprod Sci
影响因子:--
作者:Li Peifei;Yang Qiangzhen;Li Sisi;Sun Hao;Liu Huan;Li Bushe;Cui Qingwei;Li Xinhong
通讯作者:Li Xinhong
Lead-mediated inhibition of lysine acetylation and succinylation causes reproductive injury of the mouse testis during development
铅介导的赖氨酸乙酰化和琥珀酰化抑制导致发育过程中小鼠睾丸的生殖损伤
DOI:10.1016/j.toxlet.2019.10.012
发表时间:2020
期刊:Toxicology Letters
影响因子:3.5
作者:Yang Qiangzhen;Liu Xurui;Chen Jun;Wen Yi;Liu Huan;Peng Zijun;Yeerken Ranna;Wang Lirui;Li Xinhong
通讯作者:Li Xinhong
蛋白乙酰化介导镉离子诱导小鼠生殖细胞损伤毒理机制研究
  • 批准号:
    32071616
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    李新红
  • 依托单位:
国内基金
海外基金