Hedgehog信号受体PTC1、CDO、BOC和GAS1在小鼠精卵融合中的作用和机理
批准号:
32060173
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
邢万金
依托单位:
学科分类:
受精、着床及母胎互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢万金
中文摘要
对哺乳动物精卵融合分子机理的研究已陷入僵局。在目前已知的10多种精卵融合相关蛋白中只有精子的IZUMO1与卵子的JUNO为小鼠精卵融合所必需,但仅有IZUMO1和JUNO只能介导细胞粘附,并不能介导细胞融合,说明还需精子或卵子上其他蛋白的协助。哺乳动物Hedgehog(HH)信号有四种受体,PTC1、CDO、BOC和GAS1。申请人前期研究发现小鼠BOC既能与IZUMO1也能与JUNO结合。最近有报道小鼠GAS1影响受精,提示HH受体可能参与精卵融合。因此本项目拟用间接免疫荧光技术鉴定小鼠配子上有哪几种HH受体;用体外受精技术鉴定哪种HH受体参与受精;用酵母双杂交和免疫共沉淀技术鉴定参与受精的HH受体与何种已知精卵融合相关蛋白有相互作用;最后探明HH受体与相互作用的蛋白在配子上是否共定位。项目为揭示精卵融合的分子机制、精卵融合与受精卵激活的关联以及人类不孕不育的部分病因提供新的资料。
英文摘要
Research on molecular mechanism of mammalian sperm-egg fusion has reached an impasse. Among a dozen proteins which had been verified to be, only the interaction between IZUMO1 of sperm and JUNO of egg was confirmed to be essential for mouse sperm-egg fusion. However, the interaction between IZUMO1 and JUNO alone could rather mediate somatic cell binding than fusion, suggesting there must be other proteins assisting them to fufill the membrane fusion. Mammalian hedgehog (HH) signaling molecules have four receptors, PTC1, CDO, BOC and GAS1. Our lab found BOC could bind both to IZUMO1 and to JUNO in rat. Recently it was also reported that GAS1 might be involved in mouse fertilization. These works implied that the HH receptors might be a new kind of sperm-egg fusion related proteins. So, this application project aims to verify 1) which HH receptor is on sperm or egg by indirect immunofluorescence technique, and 2) which is involved in sperm-egg fusion by in vitro fertilization, and 3) the interaction modes of the implicated HH receptors to the IZUMO1, JUNO and other known sperm-egg fusion related proteins by yeast two hybrid(Y2H) and co-immunoprecipitation(Co-IP) system, as well as 3) the co-localization of the implicated HH receptors with the interacted proteins on sperm and egg, for finding new sperm-egg fusion related proteins and new clues to human infertility,.and bring new insights into understanding the molecular mechanism of mammalian sperm-egg fusion and the relationship of gamate fusion with egg activation.
雌雄配子融合成受精卵是有性生殖成功的关键步骤,是由雌雄配子细胞表面的特异性蛋白相互识别并介导雌雄配子膜靠近直至融合。尽管对低等动物配子融合的分子机制有所了解,但对哺乳动物精子与卵子融合的分子机理却知之甚少。虽然已鉴定出10多种影响精卵融合的配子蛋白(以下称精卵融合相关蛋白),但只发现精子的IZUMO1与卵子的JUNO相互作用为小鼠精卵融合所必需。缺失IZUMO1的精子或JUNO的卵子都不能与正常卵子或精子融合;但分别表达IZUMO1和JUNO的体细胞也不能融合,说明IZUMO1和JUNO还需要其他辅助蛋白才能促成精卵融合。为了寻找能与IZUMO1和(或)JUNO相互作用的精卵膜蛋白,本实验室用IZUMO1和JUNO分别筛查了大鼠的睾丸和卵巢cDNA文库,发现部分蛋白质可能与IZUMO1和(或)JUNO结合,其中包括Hedgehog信号受体家族的BOC。本项目拟鉴定该信号受体家族的全部五种受体PTC1、CDON、BOC、GAS1和LPR2与IZUMO1和(或)JUNO是否有直接相互作用以及是否定位于精子和卵细胞表面,用这四种受体的抗体处理精子和卵子后能够抑制精卵结合。项目发现这五种受体均广泛表达与生殖腺细胞中和精子及卵子表面,其中PTC1、BOC、CDON和LPR2四种受体均既能与ZUMO1结合又能与JUNO结合。PTC1抗体单独处理精子和卵子后能显著抑制精卵结合,BOC、CDON抗体处理的抑制效果轻微。鉴于Hedgehog信号受体家族的特点是能自我结合和相互结合,本项目发现它们还能与IZUMO1和JUNO在生殖细胞表面结合并参与精卵融合,提示Hedgehog信号受体家族蛋白在配子表面可能搭建一个“受精复合体”骨架,吸引其他配子表面蛋白结合,最终牵引精卵膜靠近并融合。本项目的发现是解析哺乳动物精卵融合分子机制的重大突破。
绒山羊精子上的精卵融合相关蛋白之间相互作用的鉴定
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批准号:31460600
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2014
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负责人:邢万金
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依托单位:
大鼠Izumo1与卵子表面、Pdia3及CD9结合的研究
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批准号:30960174
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2009
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负责人:邢万金
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依托单位:
国内基金
海外基金