《ROS和PI3K/Akt信號通路互作損傷奶牛體外胚胎的分子機制》是依託浙江大學，由王爭光擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：ROS和PI3K/Akt信號通路互作損傷奶牛體外胚胎的分子機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：王爭光
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
活性氧（ROS）作為第二信使調控胚胎髮育相關的轉錄因子表達，破壞胚胎內的核酸、蛋白質和脂類，是導致體外胚胎髮育異常的重要因素。但其損傷體外胚胎髮育的分子機制尚不明確。我們近期的研究首次發現，ROS可激活體外胚胎內PI3K/Akt信號通路，並在該通路調控下影響FOXO和抗氧化酶的表達，調節體外胚胎髮育。在此基礎上，本項目以PI3K/Akt信號通路為切入點，研究ROS對該通路主要下游靶蛋白表達和磷酸化的影響；採用關鍵酶活性位點封閉及激動劑、阻斷劑處理，明確PI3K/Akt介導的ROS損傷奶牛體外胚胎的分子信號傳遞途徑；進一步探明ROS對該通路調控的體外胚胎DNA損傷和細胞凋亡的影響；最終揭示ROS與PI3K/Akt信號通路互作損傷奶牛體外胚胎的分子機制。研究結果對解析胚胎體外發育機理和完善胚胎的體外培養體系具有重要的理論意義，可為利用體細胞克隆、轉基因等技術擴繁優良家畜提供新的思路和理論依據。
結題摘要
目前，奶牛體外胚胎的發育能力顯著低於體內胚胎，牛體外受精的胚胎髮育到囊胚期的比率僅為20～40%，克隆胚胎的囊胚發育率更低。研究已證實，活性氧(Reactive oxygen species, ROS)是降低奶牛體外胚胎的早期發育率，導致胚胎體外發育阻滯和凋亡的重要因素。因此，迫切需要交叉套用分子生物學、繁殖學及動物營養學的研究手段，進一步探明ROS損傷體外胚胎髮育的信號轉導途徑和分子機制，為提高體外胚胎髮育率和胚胎幹細胞、轉基因等技術提供技術支撐。本研究首次證實，通過清除奶牛卵母細胞和胚胎體外培養液中的多種ROS自由基，可激活FOXO轉錄因子，增加細胞內GSH含量，提高細胞內主要抗氧化酶SOD、GPX的表達量，緩解體外胚胎的氧化應激損傷，提高囊胚發育率，在此基礎上建立了具有抗氧化功能的牛胚胎體外培養液。研究還證實，ROS影響了PI3K/Akt信號通路的關鍵因子：ERK、PI3K、p38MAPK的表達和活化，改變了PI3K/Akt信號通路下游的Akt、NF-κB、FOXO表達和磷酸化程度。上述結果暗示，ROS損傷體外培養的卵母細胞和胚胎可能與PI3K/Akt信號通路高度相關。本研究已初步揭示了ROS與PI3K/Akt信號通路互作損傷奶牛體外胚胎的分子機制，研究結果對解析胚胎體外發育機理和完善胚胎的體外培養體系具有重要的理論意義，可為利用體細胞克隆、轉基因等技術擴繁優良家畜提供新的思路和理論依據。項目實施期間，共發表論文5篇，其中SCI論文2篇，國內一級期刊論文2篇，會議論文1篇。申請國家發明專利2項。培養研究生3名。培養中青年學術帶頭人1人。
