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Myosin Va和KIF3A通过介导mTOR和MAPK信号通路调控中华绒螯蟹血淋巴-精巢屏障结构的形成

批准号:
32072954
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
杨万喜
依托单位:
学科分类:
水产生物繁殖与发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨万喜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
动物精子发生的安全性是生殖生物学的热点领域,支持细胞与生精细胞之间的互作是其核心问题。申请人前期研究发现,十足目甲壳动物精巢中存在血淋巴-精巢屏障,其中桥粒和黏附连接是一屏障的两个重要结构。但迄今我们对虾蟹类的血淋巴-精巢屏障形成的动力学机制知之甚少。已知Kinesin和Myosin在桥粒(Dsc2)和黏附连接(N-cadherin)关键因子转运中发挥动力学作用。我们拟研究中华绒螯蟹血淋巴-精巢屏障形成及功能实现中的动力机制。用离体和活体干扰、活细胞成像及蛋白功能分析技术等,研究KIF3A和Myosin Va在血淋巴-精巢屏障形成中的动力学,试图揭示两种马达蛋白通过参与Dsc2和N-cadherin转运并调控mTOR和MAPK信号通路维持血淋巴-精巢屏障的结构完整性及功能实现。本研究将开拓甲壳动物生殖生物学研究领域,填补甲壳动物精子发生安全性以及精子质量控制的空白。
英文摘要
The safety of spermatogenesis is one of the hot topics nowadays. The mutual interaction between Sertoli cells and spermatogenic cells is one of the main key questions. In our previous studies, the applicant and his collaborators/partners had found that, in the decapod crustaceans, there exists hemolymph-testis barrier. Desmosome and septate junction are two of the main structures in this barrier. Unfortunately, nobody knows how this barrier is formed. Nevertheless the molecular dynamic mechanisms of the formation of hemolymph-testis barrier. In mammalian, there are at least two kinds of motor proteins participate in the formation of desmosome and septate junction. Kinesin and Myosin transport Dsc2 and N-cadherin, which helps the construction of desmosome and septate junction. We speculate that, in the decapod crustaceans, there exists similar pathway which regulates the genesis of junctional complex in testis. In this project, we will focus on KIF3A and Myosin Va. These two motors had been found in testis of Chinese mitten crab. We have also detected N-cadherin in the testis in this species, which is the main component of septate junction. We doubt that KIF3A and Myosin Va are involved in the construction of junctional complex in the testis. We try to reveal the molecular mechanism of the security of crustacean spermatogenesis by this project.
动物精子发生的安全性依赖于支持细胞形成的雄性生殖屏障,申请人前期研究发现十足目甲壳动物精巢中存在血淋巴-精巢屏障(hemolymph-testis barrier, HTB)。以往的研究表明,肌球蛋白Myosin与驱动蛋白Kinesin家族的多种分子马达参与了精子发生过程,而mTOR、MAPK和平面细胞极性等多种信号通路更是对雄性生殖屏障的完整性和精子发生过程至关重要,然而信号通路与分子马达之间是否存在以及存在何种关键分子调控机制未知。本课题探讨了中华绒螯蟹mTOR信号通路和平面细胞极性蛋白Vangl2通过细胞骨架参与HTB的完整性维持,依赖于微丝细胞骨架运动的肌球蛋白Myosin则通过调控MAPK信号通路影响HTB的功能和精子发生过程,此外,我们还发现TiO2纳米颗粒对中华绒螯蟹的生殖毒性会通过破坏HTB而实现。通过活体干扰技术,敲降中华绒螯蟹精巢中mTORC1/C2核心组分raptor和rictor,以及平面细胞极性蛋白vangl2,发现中华绒螯蟹HTB完整性被破坏和精巢曲细精管形态异常;同时通过细胞骨架免疫荧光和相关重要调控因子的表达定位揭示mTOR和Vangl2参与细胞骨架稳态。进一步我们还分析了敲降中华绒螯蟹体内myosin VI基因对精子发生和HTB完整性的影响及其机制,结果表明其通过调控MAPK信号通路影响HTB关键连接蛋白的转录和降解过程,最终影响精子发生的顺利进行。此外,还发现TiO2纳米颗粒会通过破坏HTB的完整性造成中华绒螯蟹生精失败,这与mTOR和PI3K/Akt信号通路紧密相关。本研究首次构建了中华绒螯蟹雄性生殖屏障HTB结构模型,证明mTOR信号通路和平面细胞极性参与其完整性,同时肌球蛋白Myosin通过调控MAPK信号通路影响屏障关键分子表达水平,TiO2纳米颗粒还通过破坏其完整性发挥生殖毒性,该课题研究成果填补了中华绒螯蟹HTB领域的空白,更确定了十足目甲壳动物中马达蛋白和多种信号通路在精子发生过程中的重要作用。
PIWI蛋白通过影响Wnt信号通路和驱动蛋白KIFC1介导的拟染色质小体结构稳定性决定中华绒螯蟹生精细胞的命运
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    杨万喜
  • 依托单位:
Myosin Va和KIF3A通过介导mTOR和MAPK信号通路调控中华绒螯蟹血淋巴-精巢屏障结构的形成
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    杨万喜
  • 依托单位:
驱动蛋白KIF3A/3B与KIFC1通过转运与调节Wnt和BMP的信号分子促进中华绒螯蟹精原细胞的分裂
  • 批准号:
    41776144
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    杨万喜
  • 依托单位:
Kinesin-14家族KIFC1通过与染色质及Lamin B互作参与中华绒螯蟹精核形态建成的机制
  • 批准号:
    31572603
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    杨万喜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金