ERKs和p38在中華絨螯蟹精子獲能和頂體反應中的調節作用

《ERKs和p38在中華絨螯蟹精子獲能和頂體反應中的調節作用》是依託華東師範大學，由何琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：ERKs和p38在中華絨螯蟹精子獲能和頂體反應中的調節作用
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：何琳
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

獲能是精子發生頂體反應和保障受精過程順利完成的重要生理前提。普遍認為獲能過程由cAMP/PKA信號級聯通路調節,而最新研究發現ERK和p38家族參與調節精子獲能過程中蛋白酪氨酸磷酸化水平，由此引發MAPK在精子獲能和頂體反應研究中的新熱點。中華絨螯蟹精子多精著卵、單精受精，以及體內著精、體外受精的生殖特點在形態、生理、生化方面已有研究，但在分子水平積累非常有限。基於中華絨螯蟹精巢轉錄組數據，從中發現ERK、p38、JNK等重要MAPK通路關鍵因子在性腺成熟階段精巢組織中表達水平較高，由此引起我們對MAPK與雄性生殖相關功能的研究興趣。利用模式生物成熟的MAPK信號通路研究體系，包括ERK、p38通用抗體和上下游關鍵元件專一性激活劑、抑制劑處理精子，套用Western印跡和免疫螢光共聚焦顯微分析等實驗方法研究其在中華絨螯蟹精子獲能和頂體反應中的作用，為闡明河蟹雄性生殖機理積累分子水平的證據。

結題摘要

在本項目資助下，我們系統的開展了MAPK信號通路級聯調控網路中至關重要的基因ERK 、p38、JNK以及JIP4在中華絨螯蟹雄性生殖中的重要調節作用，從基因、蛋白層面分別研究了這些基因的分布特徵，在此基礎上對其分布特徵對應的功能進行深入的分析，在精巢發育的不同階段分析這些基因和蛋白的表達水平和分布特點，進而探討它們可能參與精巢發育以及精子發生的調控作用，進而發現這些基因或蛋白主要分布在精子中發揮作用，這樣證實我們關注的MAPK信號通路級聯調控網路確實在精子功能調節中發揮重要的作用。隨後我們聚焦在精子中開展上述關鍵因子的動態分布分析，利用我們首次建立的中華絨螯蟹精子細胞體外培養系統開展活體精子誘導實驗，利用我們初步建立的河蟹精子體外誘導頂體反應實驗體系，觀察精子頂體反應過程中這些關鍵因子的分布特徵和重新分布趨勢變化，由此直觀的推斷和分析它們具體參與精子頂體反應過程中的調節作用，初步建立了MAPK信號通路級聯調控網路在中華絨螯蟹精子頂體反應過程中的調節作用模式圖，勾勒出信號通路調節水平的大概框架圖，為進一步深入探究網路之間的相互作用奠定了基礎。本項目以非模式生物中華絨螯蟹為研究對象開展工作，填補了中華絨螯蟹雄性生殖研究方面的很多空白，首先建立了中華絨螯蟹精子細胞體外培養系統，初步建立了河蟹精子體外誘導頂體反應實驗體系，首次嘗試從信號通路角度理解河蟹精子功能調節機制，做了很多在中華絨螯蟹生殖研究領域的嘗試性、開拓性工作，為繁榮該領域研究內容、激活創新研究思路、拓展研究方法等方面都起到積極的開拓作用。 我們圓滿完成了項目申請書中承諾的預期目標，項目申請書中承諾發表3-5篇SCI 論文，而我們目前已經發表10篇SCI 論文，後續還有相關論文在審稿或待投稿狀態，因此，我們保質保量超額完成了項目書預期的成果目標。本項目執行期培養三位碩士生和兩位碩博連讀生，其中兩位碩士生孫文娟和朱明已於2015年6月順利畢業，在學期間發表發表SCI 論文各1篇；另一位碩士生楊洪丹將於2016年6月畢業；另外兩位碩博連讀生李青發表4篇SCI 論文，後續還有2篇整理待投的文章，王元麗已發表SCI 論文3篇，她們因工作努力、成果突出分別於2014年和2015年申請獲得研究生國家獎學金各三萬元的獎勵，目前王元麗在留學基金委資助下赴美國哈佛大學訪問學習一年，待學成歸來將於2016年申請答辯並繼續出國深造。