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NAD+/SIRT2调控线粒体质量控制在卵巢早衰所致牛卵母细胞成熟障碍中的作用机制

批准号:
32102623
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
徐德军
依托单位:
学科分类:
基础兽医学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐德军

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
卵巢早衰引起的卵母细胞成熟障碍是高产母牛不孕的根本原因之一。已有研究证实线粒体质量控制缺陷是细胞衰老的关键机制,然而衰老相关信号分子调节卵母细胞成熟的机制尚未阐明。我们前期发现NAD+/SIRT2下调与牛衰老卵母细胞的线粒体功能异常有关,且SIRT2失活阻断了NAD+信号对卵母细胞成熟障碍的改善作用。据此我们首次提出NAD+/SIRT2通过线粒体质量控制调控卵母细胞成熟的新设想。本项目拟从线粒体质量控制的关键生理环节入手,运用靶向过表达、定点突变等手段,明确NAD+/SIRT2介导的线粒体质量控制对衰老卵母细胞成熟的影响;筛选其调节线粒体生物合成与分裂-融合平衡偏移的关键靶蛋白;揭示NAD+/SIRT2影响线粒体自噬的具体环节和分子途径。本研究从去乙酰化调控线粒体质量的全新视角解析NAD+/SIRT2影响衰老卵母细胞成熟的分子机制,为提高衰老卵母细胞成熟质量和延长母牛繁殖年限提供新思路。
英文摘要
The failure of oocyte maturation caused by premature ovarian failure is one of the fundamental causes of infertility in high-yielding cows. Studies have confirmed that mitochondrial quality control defect is the key mechanism of cellular aging, whereas the mechanism by which aging-related signal molecules regulate oocyte maturation has not yet been elucidated. We previously found that the down-regulation of NAD+/SIRT2 is positively correlated with mitochondrial dysfunction, and the beneficial effect of NAD+ signaling on maturation failure is suppressed by SIRT2 inactivity in bovine aging oocytes. Based on these observations, we propose for the first time a new hypothesis that NAD+/SIRT2 regulates oocyte maturation through mitochondrial quality control. This project intends to study the underlying mechanism from the key physiological aspects of mitochondrial quality control. Here, the targeted over-expression and site-directed mutation will be employed to: investigate the effect of NAD+/SIRT2-mediated mitochondrial quality control on the maturation of aging oocytes; screen its key target proteins that regulate mitochondrial biosynthesis and division-fusion balance shift; reveal the specific links and molecular pathways of NAD+/ SIRT2-mediated mitochondrial autophagy. In this study, it will be clarified that the underlying mechanism of NAD+/SIRT2 affecting the maturation of aging oocytes through a new perspective of deacetylation-mediated mitochondrial quality control, and provided new ideas for improving the maturation quality of aged oocytes and prolonging the reproduction period of cows.
卵巢衰老引起的卵母细胞成熟障碍是制约高产母牛繁殖性能的重要因素。如何提高衰老卵母细胞的成熟质量是延长母牛繁殖年限的重大问题之一。线粒体功能决定卵母细胞成熟质量,因此阐明衰老卵母细胞成熟过程中线粒体质量控制机制成为需要解决的关键科学问题。本项目利用单细胞转录组证实了线粒体功能的下降是卵巢衰老相关的关键事件;利用小分子激活NAD+/SIRT2信号促进了衰老牛卵母细胞的成熟,而抑制SIRT2活性抑制了卵母细胞成熟;显微注射SIRT2的mRNA恢复了衰老牛卵母细胞的纺锤体正常形态、ATP产生、膜电位及线粒体分布,从而提高了卵母细胞的成熟质量;SIRT2过表达促进了线粒体分裂-融合蛋白MFN1、MFN2、DRP1、OPA1及FIS1的表达,并且促进了线粒体自噬;Smart-seq分析进一步证实了SIRT2参与线粒体代谢、减数分裂、染色体分离、DNA修复等卵母细胞成熟事件;通过质谱分析发现,SIRT2结合的蛋白组要参与自噬、卵母细胞成熟等重要生物学过程;免疫沉淀结果显示SIRT2与p62结合,而过表达SIRT2通过对p62去巴豆酰化作用促进了其在线粒体的募集,从而激活了p62介导的选择性自噬流。本研究结果将有望为靶向纠正牛衰老卵母细胞成熟障碍、延长母牛繁殖年限及提高体外胚胎利用效率提供新思路。
NAD+/SIRT2去乙酰化途径通过改善能量代谢障碍促进牛衰老卵母细胞成熟的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    徐德军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金