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【6h】

ACTION MECHANISM OF RNAi MEDIATED KNOCKDOWN OF INHIBINα SUBUNIT ON APOPTOSIS OF GRANULIOSA CELLS AND FERTILITY IN MOUSE

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Contents

摘要

Abstract

Abbreviations

Chapter 1

1 Introduction

1.1 Rationale

1.2 Hypothesis and aims

Chapter 2

2.Review of literature

2.1 Overview of TGF β Super-family and signaling pathway

2.2 Biology of Follicle development

2.3 Hormonal control on folliculogenesis

2.4.Oocyte granulose cell interaction

2.5 Transgenic RNAi in mouse Oocytes

2.6 Inhibins and premature failure

2.7 Physiological consequence of the inhibin mutation in ovary

2.8 Overview of RNA interference

2.9 Apoptosis and cell cycle regulation

Chapter 3

3 Materials and Methods

3.1 Construction ofrecombinant vectors and transgenic mice

3.2 Mieroinjection and Transgenic mice production

3.3 Experimental animal and ethics statement

3.4 Animal breeding and genotyping

3.5 Immunohistochemistry

3.6 Isolation and culture of primary GCs

3.7 RNA extraction and reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)

3.8 Quantification of gene expression by quantitative polymerase chain reaction(qPCR)

3.9 Western blotting

3.10 Detection of cell apoptosis

3.11 Cell cycle analysis

3.12 Hormonal assays

3.13 Fertility measurement

3.14 Determination of onset of puberty and estrus cycle

3.15 Super-ovulation and oocyte count procedure

Chapter 4

4 Results

4.1 INH α-subunit gene expression in GCs

4.2 The RNAi-M induced silencing effect in GCs

4.3 Silencing of INH α altered the expression level of INHβB,bcl2,Caspase3,Kitl,GDF9 and TGFβⅢ in GCs

4.4 Silencing of INH α induced mice GCs apoptosis

4.5 Knockdown of INH α altered the growth and proliferation of the mouse GCS

4.6 Knockdown of INH α altered the hormone secretions of INF α and FSH

4.7 Reduced the fertility in RNAi INH α mice

4.8 Delayed onset of puberty and estrus cycle

Chapter 5

5 Discussion,Conclusion and future directions

5.1 Discussion

5.2 Conclusions

5.3 Future directions

References

Acknowledgement

Dedication

Award and publications

ANNEX

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摘要

抑制素α(INHα)是TGFβ超家族的成员之一、生殖功能的重要调节剂,在卵泡发育、细胞分化以及卵母细胞发育过程中发挥重要的作用,从而影响动物的繁殖性能。为研究INHα在动物繁殖中作用与机理,在本实验室前期研究中,利用shRNAi技术分别构建了水牛INHα基因RNAi-B和小鼠INHα基因RNAi-M,并分别获得了INHα基因沉默的RNAi-INHα转基因小鼠(RNAi-B转基因小鼠和RNAi-M转基因小鼠);本试验以该转基因小鼠为对象开展研究,主要结果如下:
  (1)转基因小鼠的INHα基因表达的分析:转基因小鼠的INHα基因的mRNA转录表达水平和蛋白翻译水平都受到了干扰抑制,其中RNAi-M转基因小鼠的INHα基因mRNA表达水平的抑制率为64%、RNAi-B抑制率为44%;
  由于RNAi-M转基因小鼠的INHα基因抑制水平较高,而且RNAi-M是根据小鼠INHα基因序列设计的,故选择RNAi-M转基因小鼠作为对象开展以下研究的:
  (2)转基因小鼠的产仔性能的探讨:RNAi-M转基因小鼠的F1代产仔数呈下降的趋势(P<0.05),RNAi-M转基因小鼠平均产仔为6.2±0.79只,野生型对照组平均产仔为9.8±0.16只;
  (3)转基因小鼠的发情的分析:RNAi-M转基因小鼠发情期(29.44±0.38天)显著地比野生型(27.11±0.49天)长(P<0.05);
  (4)转基因小鼠的生殖激素的分析:对RNAi-M转基因雌鼠血液中INHα和FSH的浓度进行了测定和分析,血清中INHα水平在3和6周龄呈现显著下降(P<0.05); FSH在3周显著增加(P<0.05),而6周FSH浓度变化不显著。
  (5)转基因小鼠的排卵数的探讨:进一步对RNAi-M转基因小鼠排卵数进,结果表明RNAi-M转基因小鼠的排卵数也有所减少;
  (6)转基因小鼠的颗粒细胞生长发育的分析:RNAi-M转基因小鼠显著地降低了卵巢颗粒细胞GCs的细胞周期G1期和S期细胞的数量(P<0.05);
  (7)转基因小鼠的颗粒细胞凋亡的研究:与野生型对照组相比,RNAi-M转基因小鼠显著地提高了卵巢颗粒细胞GCs的凋亡水平(P<0.05,由3.40%提高到9.70%);
  (8)转基因小鼠的颗粒细胞相关基因表达的研究:RNAi-M转基因小鼠抑制了卵巢颗粒细胞GCs的INHα的转录和翻译水平,从而显著促进了细胞凋亡相关Caspase-3、BCL2、INHβ B和GDF9基因的表达、降低了kitl和TGFβ RⅢ基因的表达;
  综合上述试验结果:(1) INHα基因表达受到了强烈抑制(如本试验的64%),从而改变了卵巢颗粒细胞中重要基因的正常表达,导致了卵巢颗粒细胞生长发育、卵巢排卵、生殖激素分泌的紊乱,抑制了小鼠的发情和产仔数性能;(2) INHα基因虽然具有抑制FSH等重要激素分成分泌、负调控动物繁殖性能,但在动物体内还是要维持一定的表达水平和发挥其重要作用,不能过度地抑制INHα基因的表达和功能;(3)还需要进一步探讨动物体内适宜的INHα基因的表达水平,从而通过调控INHα基因的表达来提高动物繁殖性能。

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