《IFN-τ調控牛囊胚發育的分子通路》是依託中國農業大學，由曾申明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：IFN-τ調控牛囊胚發育的分子通路
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：曾申明
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將以牛體外受精胚胎為材料，首先用RT-PCR技術檢測不同發育階段胚胎的IFNTR表達規律，確定培養液中添加IFN-τ的理想時間，通過觀察早期胚胎髮育效果，確定添加濃度；然後，提取處理組與對照組囊胚mRNA,進行深度測序，對其結果進行聚類分析，篩選受IFN-τ調控的候選基因；再利用RT-PCR、胚胎免疫螢光和Western Blot檢測並驗證候選基因的表達水平，進一步篩選調控胚胎髮育的關鍵基因；最後，利用細胞信號通路特異性抑制劑或RNA干涉技術進行進一步驗證關鍵基因的功能，確定IFN-τ調控牛囊胚發育的分子通路。研究結果將揭示I型干擾素與牛早期胚胎髮育的分子聯繫，豐富哺乳動物胚胎髮育理論，為提高反芻動物早期胚胎體外發育效率技術的研發提供新的理論依據。同時，也可能發現IFN-τ的新功能，不僅豐富I型干擾素對細胞增殖或凋亡的調控理論，而且也可能為干擾素治療人類或動物疾病提供新的線索。
結題摘要
本項目深入研究了IFN-τ調控反芻動物早期胚胎髮育的分子機制。課題組最先發現干擾素受體基因IFNAR1在第15 d和20d的綿羊胚胎滋養外胚層細胞中表達，外源IFN-τ能誘導綿羊滋養細胞系中ISG15 , OAS1 和 BST2基因的表達，並可能通過上調CTCF基因表達而促進細胞增殖，在培養液中添加100 ng/ml 的rbIFN-τ顯著增加牛孤雌激活和體外受精的囊胚率和囊胚細胞數。深入研究發現IFNAR1和IFNAR2基因在第4到 8 d 的牛體外受精胚胎上均有表達，外源IFN-τ通過上調connexin43、E-cadherin、GM-CSF和IGFII基因表達促進牛體外受精胚胎的發育。這表明IFN-τ可以通過其受體以自分泌方式調控反芻動物早期胚胎的發育。由於ISG15是干擾素誘導表達的主要產物， 課題組通過慢病毒干擾載體敲降其表達來探索干擾素調控胚胎髮育的分子通路。結果顯示敲降ISG15 可以顯著降低胚胎孵化率、囊胚直徑和平均囊胚直徑細胞數，同時抑制牛囊胚中IFN-τ、Ets2的 mRNA和 Connexin43蛋白表達。這說明IFN-τ是通過誘導ISG15表達來促進早期胚胎髮育。與此同時，課題組建立了牛孵化囊胚的藻酸鹽膠3D培養體系，最長可以將牛IVF孵化囊胚在體外培養32天。胚胎在此體系中不僅形態伸長、細胞數增加，而且還出現雙核細胞等表型，且IFN-τ和ISG15 mRNA在第26和第32天牛胚胎中仍有表達。這為深入研究反芻動物胚胎伸長和附植機制提供了理想的體外模型。此外，為確認IFN-τ在早期妊娠診斷上所發揮的作用，課題組採集AI後17～20d的荷斯坦母牛血液，分離PBMCs，檢測UBE1L、UBCH8 和ISG15基因表達水平，結果表明這三個基因在妊娠母牛中明顯升高。這暗示它們可以作為牛早期妊娠診斷的候選因子。以上結果對提高牛胚胎體外生產效率和降低體內胚胎早期死亡有重要套用價值，也為深入探討附植前後牛胚胎髮育的分子機制提供了很好的平台。在此課題資助下，已發表SCI論文5篇，獲得國家發明專利授權1項，培養5名博士研究生和 2名碩士研究生。
