线粒体解偶联蛋白(UCP)在猪卵母细胞脂质代谢与冷冻中关键作用研究
批准号:
32072736
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
傅祥伟
依托单位:
学科分类:
畜禽繁殖学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
傅祥伟
中文摘要
卵母细胞体外成熟和胚胎体外发育过程中,培养基内血清类物质会造成脂肪的异常沉积,导致卵母细胞成熟和胚胎发育能力降低,尤其是抗冻性变差。现已发现卵母细胞脂肪代谢异常会直接影响线粒体功能。我们前期研究已发现体内外成熟卵母细胞的差异表达基因主要集中在线粒体内膜蛋白上,但脂肪代谢影响线粒体功能的机制尤其是内膜解偶联蛋白UCP关键调控作用亟待深入研究。本研究拟通过调控体外成熟过程中猪卵母细胞脂质代谢,结合解析电喷离子化质谱分析技术(DESI-MS)、免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜等手段,分析脂质含量、组分变化;采用qRT-PCR,WB,酶标仪及透射电镜等方法检测线粒体的拷贝数、膜电势、代谢温度、超微结构和UCP基因蛋白表达等变化,并通过TMT蛋白质全谱(Shotgun)技术获得不同脂质代谢水平下线粒体靶向蛋白表达谱进行分析。研究力图为进一步改善体外培养体系,提高细胞发育能力和冷冻耐受性提供理论基础。
英文摘要
Excess lipids are accumulated when oocytes and embryos that undergo in vitro maturation/ production (IVM/ IVP), which lead to the comprised efficiency of maturation, development and cryopreservation. Previous study proved that abnormal oocyte lipid metabolism affected mitochondrial function during in vitro maturation. We found that the differentially expressed genes of in vitro mature oocytes were concentrated in mitochondrial inner membrane proteins. At present, the mechanism study of lipid metabolism affecting mitochondrial function especially the key role of uncoupling protein (UCP) is needed. In the present study, lipid metabolism were modulated during in vitro maturation, and adopts electrospray ionization mass spectrometry analysis techniques (DESI-MS), immunofluorescence staining combined with confocal laser scanning microscopy were used to analysis the content and composition of cytoplasmic lipid droplets. Real Time-qPCR,WB, multiscan spectrum and transmission electron microscope and so on were used to detect the mitochondria DNA copy numbers, mitochondria membrane potential, mitochondrial temperature, ultrastructure and the expression of UCP. TMT-Shotgun-MS were used to obtain and analysis proteome of the mitochondrial targeted protein to illustrate the mitochondrial function under different lipid metabolism condition. This study is trying to disclose the influence of lipid metabolism on mitochondrial function especially the key role of UCP and provide theoretical basis for optimizing in vitro culture system to improve oocyte and embryo viability and cryotolerence.
本项目按照任务书计划执行,首先探讨了线粒体靶向抗氧化剂Mito-Q对猪卵母细胞体外成熟及线粒体功能的影响,研究发现:UCP2下调可能参与Mito-Q诱导的线粒体解偶联,数据证明Mito-Q在体外可促进卵母细胞成熟并维持线粒体的稳定性通过抑制UCP2表达来实现线粒体产热,研究揭示了Mito-Q通过降低解偶联蛋白UCP2表达维持线粒体温度稳定的作用机制。本研究进一步分析了线粒体温度调控对卵母细胞冻存效果的影响,发现二甲双胍可降低线粒体温度,转录组及代谢组结果显示二甲双胍可上调鞘磷脂和胆固醇代谢,影响膜的流动性,最终降低猪卵母细胞冷冻损伤。此外,研究还分析了代谢调节物原花青素B2(PCB2)对猪卵母细胞体外成熟的影响,并将其推广应用至牛卵母细胞体外成熟,揭示了PCB2通过激活PPARγ/UCP1介导的线粒体解偶联,促进脂质分解代谢,从而提高体外成熟卵母细胞质量的作用机制。上述研究为提高卵母细胞成熟和冷冻提供了理论依据和实践支持。项目完成了预期目标,初步阐明了解偶联蛋白(Uncoupling protein,UCP)在平衡线粒体产ATP和产热,降低ROS产生和细胞凋亡中起到的关键作用。此外,研究还明确了抗氧化剂Mito-Q、PCB2及二甲双胍对体外成熟卵母细胞脂质代谢的影响及作用机制,并探讨了线粒体温度调控改善卵母细胞冻存效果的作用机制。相关研究共计发表SCI论文4篇,中文核心期刊论文3篇,授权国家发明专利4项,申请美国发明专利1项,培养博士研究生1人,硕士研究生5人。
ATF5调控线粒体—溶酶体动态互作介导卵母细胞冷冻应答的分子机制研究
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批准号:32573217
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:傅祥伟
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依托单位:
线粒体解偶联蛋白(UCP)在猪卵母细胞脂质代谢与冷冻中关键作用研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:58万元
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批准年份:2020
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负责人:傅祥伟
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依托单位:
胞质脂肪颗粒影响猪卵母细胞冷冻耐受性的关联机制
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批准号:31101714
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2011
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负责人:傅祥伟
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依托单位:
国内基金
海外基金