HIF-NOS信号通路对哺乳动物卵巢NO依赖性功能的调控作用

一氧化氮(NO)作为气体明星分子和信号分子,在哺乳动物体内不同的生理调节过程中具有非常重要的作用,尤其是哺乳动物卵巢功能的调控.一氧化氮合酶(NOS)是NO合成的限速酶,是调节NO合成的关键环节,也是NO依赖性功能调控的重要环节.因此,调节NOS转录/合成的信号通路对哺乳动物卵巢NO依赖性功能具有至关重要的调控作用.最近的研究发现,缺氧诱导因子(HIF)作为转录因子,参与许多与缺氧相关靶基因的转录调控,如NOS和血管内皮生长因子(VEGF)等.本文一方面描述了NO合成及其调控的分子机制,另一方面阐明了HIF作为转录因子对NOS的转录调控,从而揭示HIF在NO依赖性卵巢功能调控中的重要作用,同时为进一步研究哺乳动物卵巢功能的调控提供新的研究方向和理论基础.     

卵巢低氧微环境调节哺乳动物排卵的分子机制

哺乳动物排卵过程复杂,包括卵泡发育、卵泡成熟破裂后的排卵以及黄体形成和退化等过程。目前研究表明,排卵过程受低氧微环境和响应低氧条件的因子-低氧诱导因子(Hypoxic inducible factor, HIF)的影响。低氧调控HIF并影响许多生理过程,如血管生成、炎症反应等。尽管排卵的具体过程早已阐明,但低氧参与调控排卵过程的分子机制并不十分清楚。本文主要综述了哺乳动物在排卵过程中低氧环境如何产生以及HIF如何调控该过程的分子机制,旨在进一步理解排卵机制和卵巢的综合性功能,为相关的卵巢疾病提供一定的理论依据。     

原始卵泡形成与早期卵泡发育的遗传调控

原始卵泡形成与早期发育调控对卵母细胞发育来说非常重要,通过对原始卵泡的体外培养,可以了解原始卵泡发育的调节机制.原始卵泡向初级卵泡的转变不依赖于促性腺激素,而主要受卵巢旁分泌因子的调控,包括Kit/KL、GDF9等促进因子和AMH等抑制因子的调控.目前,原始卵泡发育的分子调控机理研究多以小鼠为模型,而对大型哺乳动物和人的研究甚少.概述了哺乳动物原始卵泡形成与发育启动调控机制的既有研究成果,详细阐述了原始卵泡发育过程中关键分子的调控作用,并介绍了小鼠及其他哺乳动物卵泡体外培养的研究进展.     

小鼠胎肺分支形态发生的分子机制

哺乳动物在早期胚胎发育过程中,肺发育经历了气管分支的形态发生、树样结构上皮管道的形成,并伴随着血管的发育而发生的气体通路和肺泡的分化等过程.肺发生涉及到许多复杂的分子机制.肺形态学的变化受到一系列持家基因、激素、核转录因子、生长因子及其他因素的综合调控.目前已经发现决定肺分支形态发生的许多重要因子.本文根据目前最新研究进展,阐述了小鼠胚胎肺在分支形态发生过程中,上皮与间充质之间诱导的信号通路之间的相互作用及其对呼吸树形态建成的调控机制.     

假孕大鼠黄体VEGF表达的动态变化与NO的关系

目的:观察大鼠卵巢黄体血管内皮生长因子(VEGF)的变化规律,探讨其在黄体形成和退化中的作用及机制.方法:将未成年雌性SD大鼠用孕马血清促性腺激素(PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(hCG)做成假孕模型,采用免疫组化方法观察黄体VEGF表达的动态变化,用ELISA法检测黄体VEGF的含量,同时用化学法测定黄体NO的含量.结果:在假孕大鼠第1 d黄体中VEGF已有微弱表达,第3 d至第5 dVEGF表达逐渐增强,第7 d达到最高,并维持到第9 d,11 d时开始下降,第13 d明显减弱,在15 d降至最低水平.VEGF含量的变化与VEGF表达的情况类似.卵巢NO的含量在整个黄体期呈双峰态势,从第1 d到第5 d逐渐增加,在第7 d达到第一个高峰,第9 d NO含量下降,第11 d有所恢复,13 d时NO含量升高明显,并且达到最高,第15 d NO含量又开始下降.结论:VEGF表达与黄体血管生成具有密切时间关系,VEGF通过NO介导促进血管新生参与黄体的形成,在黄体晚期NO作为溶黄体物质参与黄体的退化.     

VEGF与肿瘤血管生成及其在抗肿瘤药物开发中的应用

肿瘤血管生成在肿瘤的形成和转移过程中起到很重要的作用,众多的血管生成因子和抑制因子在肿瘤血管生成中起到调控作用,而血管生成因子（VEGF）是其中很重要的一类,通过研究其在肿瘤血管形成过程的调节机制,找到了一条有效的预防和治疗肿瘤的新途径。本文就肿瘤血管生成、VEGF家族的特性、VEGF在抗肿瘤药物开发中的应用做一综述。     

缺氧诱导因子与肾细胞癌关系的研究进展

缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)对维持肿瘤细胞的能量代谢、肿瘤血管生成、促进肿瘤细胞增殖和转移起着重要作用,是肿瘤细胞低氧条件下产生的关键信号分子。本综述旨在总结前人研究,阐述HIF与肾癌细胞之间的内在关系。HIF成员是参与肾癌细胞对缺氧应答反应中的关键因子,并通过靶基因的调节,促进新生血管的生成,导致肿瘤生长。其中,HIF-1α及HIF-2α在促进新生血管的生成方面发挥着主要作用。HIF-1α及HIF-2α与VEGF密切相关,随着其的表达增高,VEGF在数量上及m RNA水平上均显著增高,显示其可通过调控VEGF参与肾癌血管生成,而HIF-2α转录激活VEGF m RNA的特异性较HIF-1α更强。HIF-3α可能存在的负性调控作用,其异构体-4的作用可能与HIF-lα的负性调节有关,其可以阻止HIF-lα与下游靶基因的缺氧反应元件(hypoxia response elements,HRE)结合,同时可在转录水平抑制HIF-lα。HIF在未来可能有成为肾细胞癌治疗的靶点。     

小鼠着床前胚胎发育中调控因子的时序表达及功能

哺乳动物着床前胚胎发育最基本的问题之一是高度分化的卵母细胞如何过渡到全能性的卵裂球。这一转换过程受到了多种调控因子正或负的调控作用,这些特定调控因子在着床前胚胎发育过程中呈现出较为显著的时空表达特征,它们对早期胚胎的进一步正常发育有重要的作用。研究这些调控因子在着床前胚胎发育中的表达模式和调控机制,将有助于我们对早期胚胎发育机制的进一步了解。作者主要对近些年来有关生长因子与细胞因子（如：PAF、IL－1、IGF、MIF）以及特定转录因子（如：SP1、TBP、mTEF、eIF、myc、c-jun等）在小鼠着床前胚胎发育中的时空表达及其相应功能的研究做一简要介绍。     

铜调控低氧诱导因子1转录活性的研究进展

低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)是由α亚基(HIF-1α)和β亚基(HIF1β)组成的异源二聚体转录因子,在低氧情况下调控细胞组织进行血管新生等对低氧环境的反应性活动,使细胞组织适应低氧环境,是组织中调控氧稳态的关键因子。在低氧情况下,HIF-1特异性的促进一系列血管新生相关因子的表达,这一过程需要微量元素铜的参与。铜对于这一过程中HIF-1转录复合物形成及其与DNA结合都是必须的。但是当组织长期处于缺氧/低氧的环境中时,铜从组织中流失,从而导致了HIF-1调控的这些血管新生相关因子的表达受到抑制,组织的血管新生受到抑制。因此对铜特异性调控HIF-1转录活性的深入理解能够帮助我们深入理解缺血缺氧性疾病,从而为治疗缺血缺氧性疾病提供新的思路。     

KLF7通过抑制缺氧诱导因子1α转录影响肉鸡脂肪组织发育

Krüppel样转录因子7(Krüppel-like factor 7, KLF7)是脂肪形成的负调控因子,而缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1, HIF1)促进缺氧诱导的哺乳动物脂肪组织发育。本实验室前期利用ChIP-seq技术,发现在鸡的缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha, HIF1α)基因上游存在1个KLF7的结合峰,提示KLF7可能调控HIF1α基因转录。为此,本研究首先利用ChIP-PCR技术验证ChIP-seq结果,发现KLF7能够与HIF1α基因5′侧翼区结合。双荧光素酶报告基因与qRT-PCR结果显示,过表达KLF7能够显著下调HIF1α(-4 432/-4 182)的荧光素酶报告基因活性（P<0.01）,抑制HIF1α基因表达。与野生型质粒相比,将生物信息学预测的KLF7结合基序“TGCGCAGCAA”(-4 300/-4 290)缺失突变后, HIF1α(-4 432/-4 182)报告基因活性显著增强（P<0.01）。此外,选取第19代1～7周龄东北农业大学高、低脂双向选择品系肉鸡(Northeast Agricultural University broiler lines divergently selected for abdominal fat content, NEAUHLF)作为实验材料,利用qRT-PCR检测HIF1α基因在肉鸡腹部脂肪组织中的表达规律。结果显示,HIF1α在1～7周龄高脂系肉鸡中的相对表达量均高于低脂系,提示HIF1α对鸡脂肪组织发育具有促进作用。在永生化鸡前体脂肪细胞系(immortalized chicken preadipocyte cell line, ICP1)诱导分化过程中,HIF1α相对表达量逐渐升高。综上所述,HIF1α是转录因子KLF7的一个靶基因,KLF7可能通过抑制HIF1α基因转录参与鸡脂肪组织发育过程。     

HIF-2α诱导MSCs向内皮细胞分化的机制

缺氧诱导因子-2（hypoxia—inducible factor-2,HIF-2）是一种转录因子。其主要活性作用部位是HIF-2α亚基,与HIF-10L有高度同源性,但二者在基因调节中有不同的作用,HIF-2α能优先表达某些靶基因如EPO、IGF、VEGFR等,是近年来研究较热门的一种促血管新生因子。骨髓间充质干细胞（mesenchy—real stem cells,MSCs）向内皮细胞分化、促进血管新生及管腔形成在很大程度上取决于HIF-2α的调节作用,此调节过程主要依赖于VEGF／VEGFR信号途径。     

hCG-dependent regulation of angiogenic factors in human granulosa lutein cells

As prerequisite for development and maintenance of many diseases angiogenesis is of particular interest in medicine. Pathologic angiogenesis takes place in chronic arthritis, collagen diseases, arteriosclerosis, retinopathy associated with diabetes, and particularly in cancers. However, angiogenesis as a physiological process regularly occurs in the ovary. After ovulation the corpus luteum is formed by rapid vascularization of initially avascular granulosa lutein cell tissue. This process is regulated by gonadotropic hormones. In order to gain further insights in the regulatory mechanisms of angiogenesis in the ovary, we investigated these mechanisms in cell culture of human granulosa lutein cells. In particular, we determined the expression and production of several angiogenic factors including tissue inhibitor of matrix metalloproteinases-1 (TIMP-1), Leptin, connective tissue growth factor (CTGF), meningioma-associated complimentary DNA (Mac25), basic fibroblast growth factor (bFGF), and Midkine. In addition, we showed that human chorionic gonadotropin (hCG) has distinct effects on their expression and production. hCG enhances the expression and production of TIMP-1, whereas it downregulates the expression of CTGF and Mac25. Furthermore it decreases the expression of Leptin. Our results provide evidence that hCG determines growth and development of the corpus luteum by mediating angiogenic pathways in human granulosa lutein cells. Hence we describe a further approach to understand the regulation of angiogenesis in the ovary.     

Role of vascular endothelial growth factor in ovarian physiology - an overview

In the female reproductive system, as in a few adult tissues, angiogenesis occurs as a normal process and is essential for normal tissue growth and development. In the ovary, new blood vessel formation facilitates oxygen, nutrients, and hormone substrate delivery, and also secures transfer of different hormones to targeted cells. Ovarian follicle and the corpus luteum (CL) have been shown to produce several angiogenic factors, however, vascular endothelial growth factor (VEGF) is thought to play a paramount role in the regulation of normal and abnormal angiogenesis in the ovary. Expression of VEGF in ovarian follicles depends on follicular size. Inhibition of VEGF expression results in decreased follicle angiogenesis and the lack of the development of mature antral follicles. The permeabilizing activity of VEGF is thought to be involved in follicle antrum formation and in the ovulatory process. In the CL, VEGF expression corresponds to different patterns of angiogenesis during its lifespan. In most the species, higher VEGF expression in the early luteal phase is essential for the development of a high-density capillary network in the CL. However, high VEGF expression may be still maintained in the mid-luteal phase to increase vascular permeability that results in enhancement of luteal function. During gestation, VEGF is thought to be important for the persistence of the CL function for a longer than in the nonfertile cycle period of time. Further elucidation of specific roles of VEGF in ovarian physiology may help to understand the phenomenon of luteal insufficiency and reveal novel strategies of ovarian angiogenesis manipulation to alleviate infertility or to control fertility.