MTNR1a和MTNR1b基因在繁殖期与非繁殖期雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达

高原鼢鼠 (Eospalax baileyi) 终年营地下生活,感光受洞道限制,但褪黑素 (Melatonin) 分泌水平仍存有季节差异,为探明褪黑素对高原鼢鼠季节性繁殖的调控作用,研究利用q?PCR技术检测雄性高原鼢鼠繁殖期 (5月) 和非繁殖期 (9月) 下丘脑、垂体及睾丸中褪黑素受体1a (Melatonin receptor 1a, MTNR1a) 和褪黑素受体1b (Melatonin receptor 1b, MTNR1b) 基因mRNA的相对表达量,通过免疫组织化学技术对MTNR1a和MTNR1b在睾丸中定位,并采用Image Pro Plus软件进行免疫组化阳性评价。结果发现,高原鼢鼠繁殖期下丘脑和垂体中MTNR1a基因的相对表达量显著高于非繁殖期的相对表达量 (P < 0.05),MTNR1b基因的相对表达量在不同时期无显著差异 (P > 0.05),但非繁殖期睾丸中MTNR1a和MTNR1b基因的相对表达量均显著高于繁殖期 (P < 0.01);繁殖期除长形精子外的所有类型细胞以及非繁殖期的间质细胞、支持细胞和精原细胞中均观察到MTNR1a的阳性信号,繁殖期除精原细胞和长形精子细胞外的所有类型细胞,以及非繁殖期间质细胞和支持细胞中均观察到MTNR1b的阳性信号,且非繁殖期MTNR1a和MTNR1b的平均光密度值均显著高于繁殖期 (P < 0.01)。MTNR1a和MTNR1b基因在雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达模式,提示了褪黑素在其季节性繁殖调控中的潜在作用。     

高原鼠兔褪黑素受体在下丘脑-垂体-性腺轴中的表达分析

褪黑素在季节性繁殖动物的生殖细胞发育与性腺功能调控中发挥重要作用,然而褪黑素如何通过下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴实现其调控功能目前仍不清楚。因此,本研究选取典型的长日照动物——高原鼠兔（Ochotona curzoniae）作为研究对象,使用酶联免疫吸附法测定繁殖期与非繁殖期雌雄鼠兔的血清褪黑素水平昼夜变化,利用实时荧光定量PCR分析褪黑素受体基因Mtnr1a与Mtnr1b在下丘脑、垂体与性腺中的表达水平,并通过免疫荧光染色进一步确认两种受体在性腺不同类型细胞中的定位。结果显示,非繁殖期雄性鼠兔的血清褪黑素含量始终高于繁殖期,且呈现不同的昼夜变化模式;雌性鼠兔的血清褪黑素含量远低于雄性鼠兔,且在繁殖期与非繁殖期并不存在显著差异。Mtnr1a与Mtnr1b在下丘脑、垂体与性腺中均有表达,雄性鼠兔在下丘脑与垂体中表现出繁殖期与非繁殖期基因表达的显著差异,而雌性鼠兔基因表达的差异主要出现在垂体与性腺中。两种受体蛋白在雄性性腺生殖细胞和支持细胞中均有分布,但MTNR1A更局限于精原细胞内,MTNR1B则在管腔内生殖细胞中表达。雌性性腺中MTNR1A在卵母细胞胞质内有表达,但更集中表达于颗粒细胞;MTNR1B在颗粒细胞以及卵母细胞核质内均有表达,且在生长卵泡的卵泡膜细胞中呈现高表达。以上结果表明,褪黑素调控雌雄高原鼠兔季节性繁殖的模式并不相同,其作用不仅限于通过下丘脑-垂体-性腺轴的间接调控,也可能通过性腺内靶向受体直接影响生殖细胞与体细胞命运。     

NOD1和NOD2基因在牦牛雄性生殖器官中的表达检测

为了解NOD1和NOD2基因在牦牛生殖系统中的表达情况,从脾脏组织总RNA中RT-PCR扩增牦牛NOD1和NOD2基因,半定量RT-PCR分析NOD1和NOD2 mRNA在牦牛雄性生殖组织的表达水平。结果显示,NOD1在脾脏、睾丸、附睾头、附睾体、附睾尾、输精管和阴茎中均相对低表达,而NOD2在脾脏、睾丸、附睾头、附睾体、附睾尾、输精管和阴茎中均相对高表达。结果表明,NOD1和NOD2在牦牛雄性生殖组织中广泛表达,提示其在牦牛生殖过程中可能发挥一定的作用。     

牦牛Atg5基因克隆及其在输卵管、卵巢和子宫中的表达定位

自噬是一种保守的细胞内降解过程,在多种生物体内证实自噬有重要的生物学意义。但是自噬在牦牛这一高原特色物种体内的研究未见报道。因此为探索正常生理条件下自噬相关基因在牦牛生殖过程中的表达,本研究分别采集牦牛不同繁殖周期（卵泡期、黄体期及妊娠期）的主要生殖器官（输卵管、卵巢、子宫）,克隆牦牛自噬相关基因5（Autophagy related 5,Atg5）基因并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Atg5 基因在组织中的相对表达量;并采用蛋白质免疫印迹（Western-blot, WB）检测Atg5和Atg5-Atg12（Autophagy related 12,自噬相关基因12）复合体在不同组织中的表达水平;免疫组织化学方法分析Atg5在各生殖器官中的分布特征。结果显示,成功克隆牦牛Atg5基因在进化过程中高度保守,编码的蛋白质为可溶性的非跨膜蛋白;qRT-PCR和WB检测结果显示Atg5和Atg5-Atg12复合体在牦牛输卵管、卵巢和子宫中均有表达。其中卵泡期卵巢Atg5-Atg12表达显著高于黄体期和妊娠期,卵泡期Atg5的表达却显著低于黄体期和妊娠期;黄体期输卵管Atg5-Atg12表达量显著高于卵泡期和妊娠期,妊娠期输卵管中Atg5的表达量显著高于卵泡期和黄体期;卵泡期和妊娠期子宫中Atg5-Atg12的表达量显著高于黄体期,而黄体期子宫中的Atg5的表达量又显著高于妊娠期和卵泡期,在蛋白水平上Atg5和Atg5-Atg12的表达呈负相关。免疫组织化学结果显示Atg5在输卵管黏膜上皮,卵巢卵泡膜、颗粒层、生殖上皮、黄体细胞,子宫内膜和子宫腺体均有表达。研究结果表明自噬在牦牛体内与其他物种相似具有保守性,通过检测Atg5-Atg12复合体在牦牛生殖器官中的表达,推测自噬可能参与牦牛生殖生理过程的调控。该研究结果对自噬在其他大型哺乳动物以及高寒低氧环境中动物的研究具有借鉴意义,有助于自噬参与其他动物生殖生理作用机制的研究。       

促甲状腺激素释放激素受体-1(TRH-R1)蛋白在大鼠出生后睾丸不同发育阶段的表达和定位

目的研究促甲状腺激素释放激素受体-1(thyrotrophin-releasing hormone receptor type-1, TRH-R1)在大鼠睾丸出生后不同发育阶段的表达,探讨其在生殖发育调节中的作用.方法应用蛋白质免疫印迹杂交技术以及免疫组织化学ABC法检测TRH-R1在8d、15d、20d、35d、60d和90d大鼠睾丸中的表达和定位,并结合图像分析技术对免疫组化结果进行统计学分析观察其在发育过程中的变化.结果免疫印迹杂交发现TRH-R1蛋白表达于15d以后各阶段的大鼠睾丸;而运用免疫组化在第8d即检测到TRH-R1的表达,以后发育过程中的各个阶段均有阳性反应细胞, TRH-R1定位于大鼠睾丸的间质细胞;免疫反应阳性物均位于胞膜和胞质,胞核区为阴性;图像分析结果表明,随着大鼠睾丸的发育,TRH-R1表达量呈增多趋势,且具有统计学差异(P＜0.01).结论本实验证明TRH-R1在出生后8d大鼠的睾丸内即有表达,并持续表达于其后各个发育阶段;TRH-R1定位于睾丸的间质细胞,其表达量随着增龄变化呈增多趋势,即同发育过程相关.     

不同发育阶段雄性小鼠睾丸组织mEppin基因mRNA的表达差异研究

目的实时荧光定量PCR检测雄性小鼠不同发育阶段睾丸组织中m Eppin基因的mRNA表达差异,为探究m Eppin基因表达与雄性生殖相关性提供生物学数据。方法分别选取胚胎期、50日龄、90日龄雄性ICR小鼠各6只,共18只,取各组小鼠睾丸组织提取总RNA,实时荧光定量PCR方法检测m Eppin基因mRNA表达水平。结果不同发育阶段小鼠睾丸m Eppin基因表达水平差异明显。胚胎组小鼠中没有检测到m Eppin基因mRNA表达,50日龄小鼠和90日龄小鼠中均检测到m Eppin基因mRNA有较高表达水平。其中,90日龄小鼠睾丸中m Eppin基因mRNA的相对表达水平是50日龄小鼠的2.65倍。结论本研究结果表明m Eppin基因mRNA的表达在小鼠睾丸组织中具阶段特异性。     

牦牛和雄性不育犏牛睾丸ERK1、ERK2、P38基因mRNA水平的比较

MAPK信号通路对哺乳动物的精子发生与凋亡有重要的调节作用,被认为是精子发生的重要决定因素之一。本研究通过比较MAPK信号通路中ERK1、ERK2、P38基因在牦牛及其杂交后代犏牛睾丸组织中的相对表达量,探索犏牛雄性不育的分子机制。实验从成年雄性牦牛(n=10)和犏牛(n=7)的睾丸组织中提取总RNA,采用实时荧光定量PCR技术检测牦牛和犏牛睾丸组织中ERK1、ERK2、P38基因mRNA水平。结果表明:牦牛睾丸中ERK1、ERK2基因的表达量极显著高于犏牛(P0.01),P38基因在牦牛和犏牛睾丸中均有表达,但差异无统计学意义。提示ERK1、ERK2基因作为MAPK信号通路的重要成员,可能与犏牛睾丸精子发生障碍有一定关联。     

腺苷A2a受体在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化中的作用

目的：观察腺苷A_2a受体（A_2aR）在小鼠肺纤维化形成中的调控作用。方法：30只雄性SPF级野生型BALB/C小鼠和20只A_2aR基因敲除BALB/C小鼠,随机分为以下5组：野生型小鼠对照组（A组）、野生型小鼠纤维化组（B组）、A_2aR基因敲除小鼠对照组（C组）、A_2aR基因敲除小鼠纤维化组（D组）、野生型小鼠纤维化+A_2aR激动剂（CGS21680）组（E组）,每组各10只。纤维化组小鼠气管内注入博莱霉素（bleomycin,BLM）溶液50μl （5 mg/kg体重）,对照组在气管内注入等体积生理盐水,注射后立即将小鼠直立旋转3~5 min,使其均匀分布于两肺。A、B、C、D各组每天腹腔注射生理盐水0.5 ml,E组每天腹腔注射A_2aR激动剂（CGS21680）0.5 ml （0.25 mg/kg体重）,连续28 d。第29天取血检测血清转化生长因子β1（TGF-β1）含量;检测肺组织中羟脯氨酸（hydroxyproline,Hyp）、TGF-β1和A_2aR蛋白质含量,TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达,并观察肺组织光镜和超微结构。结果：①光镜和超微结构提示,B组肺泡壁增厚破坏,肺泡腔狭窄或部分陷闭,纤维增生,炎细胞浸润,I型、Ⅱ型肺泡上皮细胞明显空泡化,D组较B组明显,E组表现较B组减轻。Masson染色提示B组、D组小鼠肺组织纤维增生明显,E组明显减少,提示基因缺失加重了小鼠肺纤维化的形成。②与A组比较,B组血清TGF-β1含量,肺组织Hyp含量,TGF-β1、A_2aR蛋白质含量和TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达均明显增高（P<0.01,P<0.05）。与C组比较,D组血清TGF-β1含量、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01,P<0.05）,提示肺纤维化小鼠肺组织Hyp含量增高,TGF-β1表达上调。③与B组相比,D组血清TGF-β1、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01）。与B组比较,E组A_2aR蛋白质含量和A_2aR mRNA的表达均增高（P<0.01）,而血清TGF-β1、肺组织Hyp和TGF-β1蛋白含量及TGF-β1 mRNA表达较B组明显下降（P<0.01,P<0.05）,提示A_2aR基因敲除小鼠肺组织Hyp含量增高、TGF-β1表达上调;A_2aR激动剂可使A_2aR表达上调、TGF-β1表达下降。结论：A_2aR基因敲除小鼠的肺纤维化明显增加。A_2aR在肺纤维化形成中反应性增高,可通过降低TGF-β1的表达而抑制肺纤维化形成。     

PTK2B与Aβ、Tau和LRP-1在APP/PS1小鼠海马组织和血液中的表达随月龄变化的分析*

目的: 探讨阿尔茨海默病(AD)转基因动物模型脑组织中ptk2b基因及其表达产物PTK2B蛋白随着月龄的变化规律,及其与血液和脑组织中Aβ_1-42、Tau蛋白磷酸化和LRP-1含量的关系。方法: 设5月龄、10月龄、15月龄的APP/PS1转基因小鼠3个实验组,和同月龄的C57BL/6J小鼠3个对照组,共计6组,每组各8只。用Morris水迷宫检测各组小鼠的认知行为学能力,免疫组织化学、Western blot或ELISA检测小鼠海马组织或血液中PTK2B、Aβ_1-42、p-Tau /Tau和LRP-1的表达,qRT-PCR检测海马ptk2b mRNA的表达。结果: 各实验组结果显示,APP/PS1转基因小鼠随着月龄的增长海马组织中PTK2B、ptk2b mRNA和Aβ_1-42、p-Tau/Tau的表达均呈现逐渐增加,而血液中的Aβ_1-42则逐渐降低;海马组织中LRP-1表达也逐渐下调,同时,小鼠的认知行为学功能则表现为时间依赖性降低(P均＜0.05)。各对照组之间比较,除海马组织中LRP-1随着年龄增加而降低(P＜0.05)以外其余指标均没有明显差异(P＞0.05)。结论: APP/PS1转基因小鼠海马组织中PTK2B、Aβ_1-42、p-Tau/Tau的表达上调和LRP-1下调,与其认知功能降低均呈现时间依赖性变化。     

环境高温促进猪睾丸Apaf-1和Caspase-9的表达

高温热应激条件下,凋亡蛋白表达量升高,生殖细胞凋亡增加。凋亡蛋白酶活化因子1（apoptosis protease activating factor 1,Apaf-1）和凋亡蛋白酶活化起始者含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶9,(cysteine aspartic acid specific protease 9, Caspase-9）是细胞凋亡内源途径中的重要调节蛋白,热应激条件下猪睾丸Apaf-1和Caspase 9的表达未见报道。本研究发现,夏季畜舍高温使Apaf-1和Caspase-9表达量升高。qRT-PCR和Western印迹结果显示,与对照组（正常舍温20℃）相比,短时热应激组（40～42℃,1 h/d, 7 d）和长时热应激组（40～42℃,1 h/d, 42 d）,Apaf-1和Caspase-9 mRNA和蛋白的相对表达量均显著升高。免疫组织化学研究发现,Apaf-1在猪睾丸组织中免疫反应阳性物定位于间质细胞、支持细胞和各个发育阶段生精细胞。热应激处理导致精母细胞和精子细胞Apaf-1表达量升高。在各实验猪睾丸组织中,Caspase-9定位于间质细胞、支持细胞和各个发育阶段生精细胞的胞质中。与对照组相比,热应激处理导致减数分裂以后的生精细胞和支持细胞Caspase-9表达量升高。上述结果表明,高温热应激促进Apaf-1和Caspase-9的表达,提示Apaf-1和Caspase-9表达的变化可能与猪舍高温导致的猪精液品质下降存在关联。     

MTNR1A基因对大白猪和长白猪产仔数的影响

根据MTNR1A基因在GenBank中的已知DNA序列设计了2对引物,采用PCR-SSCP技术在一个大白猪和长白猪群体中进行单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）检测,发现了一个SNP位点,并对其不同基因型个体PCR回收产物进行测序。测序结果发现该SNP是由于在+159碱基处（GenBank中序列）发生了G→A的同义突变而引起的。并对该SNP与产仔数进行了关联分析,结果表明该SNP对产仔数有影响。     

Characterization of the Mediterranean Italian buffaloes melatonin receptor 1A (MTNR1A) gene and its association with reproductive seasonality

The aim of this study was to examine the polymorphism in MTNR1A gene and its relation to reproductive seasonality in Mediterranean Italian buffaloes reared in Sardinia. The mating period and calving of 100 multiparous buffalo-cows were recorded for three years (2005-2008). Genomic DNA was subjected to PCR for the amplification of the exon II, then 40 amplicons were sequenced. The obtained sequence was deposited in GeneBank database (accession number GU817415). PCR products were checked for the presence of HpaI restriction sites and assigned to genotypes “C/C”, “C/T” or “T/T”. Allelic frequency of C and T alleles was 0.44 and 0.56 and genotypic frequency was 26% for genotype C/C, 40% for C/T and 34% for T/T. In the three observed years the animals with C/C genotype showed the highest number of mating in the semester between August and January and their calving mainly occurred from August to September. On the other hand animals with T/T genotype showed mating mostly in the semester between February and July and calving occurred largely from March to May in all the three years. Heterozygous, in all the three years, showed about the same number of animals mated within each six-month period. The results of the present study provide for the first time a partial sequence as well as one polymorphic site of the MTNR1A receptor gene from buffaloes. Moreover our data showed an association between Single Nucleotide Polymorphism and seasonal reproductive activity in these animals.     

Characterization of MTNR1A gene in terms of genetic variability in a panel of subtemperate and subtropical Indian sheep breeds

Seasonality of animals is an important adaptive trait for successful survival and production during limited food availability and extreme environmental conditions. Photoperiodic changes in day length are utilized by these seasonal animals as an important environmental cue for regulating their annual rhythms of reproduction cycles. Melatonin is an important hormone which is secreted by the pineal gland in proportion to darkness and its effect is mediated by melatonin receptor subtypes, principally MTNR1A. In the present study, polymorphism in the coding sequence at two important SNPs (C606T and G612A), known to be markers for out of season breeding in sheep were studied by PCR-RFLP in a panel of four breeds of sheep from subtemperate and subtropical arid conditions, respectively. The frequencies of ‘G’ and ‘A’ alleles with reference to G612A SNP did not differ considerably among all the breeds of sheep. Frequency of ‘T’ allele of the C606T SNP was found to be dominantly higher in subtemperate sheep breeds in comparison to subtropical sheep breeds. Identified SNPs in the coding region were mostly synonymous and did not lead to any change in conformation of the MTNR1A receptor protein.     

牦牛SND1基因特征序列分析及其蛋白在乳腺的表达

Staphylococcal nuclease and tudor domain containing 1（ SND1,Tudor-SN）是一种参与基因调控的转录共激活因子蛋白,本研究意在克隆牦牛泌乳相关基因SND1,分析其生物特性,研究其蛋白在乳腺的表达。采集牦牛泌乳期乳腺组织,胰蛋白酶消化法得到原代乳腺上皮细胞,纯化到3代, 采用RT-PCR扩增克隆SND1基因,测序并拼接,并用相关生物信息软件分析牦牛SND1基因特性;用免疫组织化学和免疫荧光技术对牦牛SND1基因编码蛋白进行定位分析。获得如下结果：牦牛SND1基因全序列为3294 bp,含有2733 bp的ORF,共包含20种氨基酸。SND1基因编码蛋白为非分泌蛋白,非跨膜蛋白;同源性分析显示,牦牛SND1基因与野牛、家牛、藏羚羊、山羊、猪、野骆驼、马、黑猩猩、人、褐家鼠的同源性分别为99%、98%、96%、94%、91%、90%、90%、89%、89%、85%;系统进化树表明与野牛和家牛的进化水平较近,与人和鼠的进化水平较远。免疫组织化学染色结果显示,SND1蛋白在分泌上皮细胞（乳腺上皮细胞）和导管上皮细胞呈阳性高表达,在肌上皮细胞呈弱表达。免疫荧光显示,SND1蛋白在乳腺上皮细胞胞核高表达,胞质弱表达。上述研究结果为进一步探究SND1对牦牛泌乳机能的调节提供了相关依据,也为高寒哺乳动物的研究提供了参考资料。     

Analysis of MTNR1B gene polymorphisms in relationship with IRS2 gene variants,epicardial fat thickness,glucose homeostasis and cognitive performance in the elderly

Genome-wide association studies pinpointed common variants in or near the MTNR1B gene encoding MT2 melatonin receptor to be strongly associated with fasting glucose levels. IRS2 gene polymorphisms impact insulin resistance and epicardial fat (EF) thickness, which in turn is correlated with visceral adiposity, cognitive ability and risk for metabolic plus cardiovascular disease. We aimed to discover the interactions between MTNR1B and IRS2 gene polymorphisms, insulin sensitivity, EF thickness and cognitive performance in the elderly. In 60 subjects aged 60 years and older, we evaluated five single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the MTNR1B locus (rs10830962, rs4753426, rs12804291, rs10830963, rs3781638), the Gly1057Asp variant of IRS2 gene (rs1805097), biochemical parameters, cognitive performance by the Mini Mental State Examination (MMSE) and EF thickness by transthoracic echocardiography. We found that MTNR1B and IRS2 gene variants impacted EF thickness, lipid profile and glucose homeostasis. IRS2 but not MTNR1B variants impacted MMSE scores. In conclusion, MTNR1B SNPs interact with IRS2 gene variant, correlate with the amount of epicardial adipose tissue and impact glucose homeostasis and lipid profile influencing cardiometabolic risk.     

Pig melatonin receptor 1a (MTNR1A) genotype is associated with seasonal variation of sow litter size

The duration of nocturnal melatonin secretion reaches its minimum in summer, a physiological event that is likely related with the diminished sow fertility and delayed puberty typically observed in this season. Melatonin exerts its function by binding two different receptors named as MTNR1A and MTNR1B. Interestingly, the MTNR1A gene is located on a chromosome SSC17 region where QTL for prolificacy traits have been detected in previous studies. In this work, we have found a synonymous T162C polymorphism at exon 2 of the pig MTNR1A gene. An association analysis between this polymorphism and sow prolificacy in an Iberian ×  Meishan intercross was performed. The utilization of four statistical models of increasing complexity demonstrated that the MTNR1A gene has both additive and dominant effects on total number of born piglets (TNB) and number of piglets born alive (NBA). Additive effects were significant in summer (TNB, P < 0.01; NBA, P < 0.001), whereas dominant effects reached significance both in fall (TNB, P < 0.01; NBA, P < 0.05) and in winter (TNB, P < 0.001; NBA, P < 0.05). The seasonal variation observed for MTNR1A additive and dominant effects might be produced by the influence of photoperiod on the pattern and duration of melatonin secretion. These results illustrate that the complex interaction between genotype and environment can be an important source of phenotypic variation of reproductive traits.