乳腺发育及泌乳相关miRNA研究进展

MicroRNA(miRNA)是一种重要的转录后调控的非编码RNA, 参与调控哺乳动物乳腺发育和泌乳。文章总结了乳腺发育和泌乳过程中miRNA表达的时空特异性, 综述了个别miRNA对乳腺发育和泌乳的调节作用, 旨在为乳腺miRNA的研究提供指导, 为利用miRNA促进乳腺健康发育和调控高质高效产乳提供理论基础和研究思路。     

小鼠乳腺中瘦素及其受体的表达与作用

瘦素(Leptin)是影响乳腺发育和泌乳的自分泌和旁分泌因子. 为探讨瘦素在乳腺发育、泌乳和退化过程中的调控及作用机理, 本研究应用激光共聚焦显微技术对小鼠乳腺发育、泌乳以及退化过程中瘦素及其长型受体(OB-Rb)蛋白水平的表达定位进行检测, 并采用乳腺组织体外培养和Western blot方法研究了妊娠期、泌乳期和退化期瘦素对乳腺的作用以及乳腺发育各个时期瘦素的信号转导通路. 结果显示, 小鼠乳腺整个发育过程中瘦素和OB-Rb的表达呈显著正相关, 在青春期最高, 妊娠期下降, 泌乳期维持在低水平, 幼仔离乳后乳腺退化, 瘦素和OB-Rb的表达显著上调, 并在乳腺退化13天恢复到青春期水平; 瘦素及其受体的表达部位的变化显示瘦素专一性地诱导OB-Rb的表达, 表明瘦素通过与OB-Rb共同作用调控乳腺发育和泌乳的生理机能; 妊娠期, 瘦素与OB-Rb结合, 通过激活JAK-MAPK信号通路促进乳腺导管上皮细胞的增殖和分化; 泌乳期, 瘦素激活JAK-STAT5信号通路诱导乳腺中b-酪蛋白基因表达; 退化期, 瘦素激活JAK-STAT3信号通路启动乳腺细胞凋亡并参与乳腺组织重建过程.     

乳腺重构的过程及其调节因素

受到妊娠周期的影响，乳腺组织在雌性哺乳动物一生中经历着妊娠-哺乳-退化的周期性发育变化. 在乳腺退化到再次泌乳的过程中，乳腺细胞经历凋亡和更新，从而实现乳腺组织的自我更新和修复，即乳腺重构. 重构期间乳腺在组织结构和生理过程中发生显著变化，但该过程物种间差异较大. 乳用家畜为维持泌乳，妊娠期和干奶期重叠，展示出独特的再生性乳腺重构. 再生性乳腺重构对乳畜乳腺健康和下一周期的泌乳具有重要意义，研究此过程将为后续调控乳腺自我更新和改善乳腺健康提供思路. 本综述总结了近年来动物乳腺重构的研究进展，系统归纳了影响乳腺重构的因素，包括激素、蛋白酶、细胞因子、热应激、氧化应激、光照周期等，旨在解析乳腺重构的生理机制，为精准调控该过程提供科学依据.     

科学出版社科学出版中心生命科学分社新书推介

<正>奶牛乳腺发育与泌乳生物学作者:李庆章等ISBN:9787030391490定价:$258开本:16装帧:圆脊精装页码:616丛书名:现代乳品科学与技术丛书初版时间:1/1/2014读者对象:《奶牛乳腺发育与泌乳生物学》的读者对象为动物科学与生产学、动物营养学、基础兽医学、发育生物学等研究工作者和有关研究领域的硕士研究生、博士研究生、高年级本科生等,可为广大泌乳生物学与乳腺功能调控研究工作者,特别是以奶牛作为实验用动物的反刍乳用动物乳腺发育与泌乳研究提供系统、完整的重要参考资料,为广大动物科技和动物医学工作者提供一部奶牛乳腺发育与泌乳重要基础理论和主要研究技术参考书,亦可作为基础医学、营养学、妇产科学相关学科有关研究领域广大研究工作者、研究生和本科生的参考用书.     

Pten对奶牛乳腺上皮细胞活力及乳蛋白合成的影响

Pten作为抑癌基因,参与调控细胞生长、粘附、凋亡以及其它细胞活动.目前,国内外关于Pten在奶牛乳腺发育过程中表达及调节的研究鲜有报道.为了揭示Pten的表达与奶牛乳腺发育与泌乳之间的关系,本研究应用qRT-PCR技术检测Pten在不同泌乳时期和不同乳品质的奶牛乳腺组织中的表达差异,进而应用脂质体转染方法,通过siRNA介导的RNA干扰技术改变Pten基因在奶牛乳腺上皮细胞中的表达量,CASY法检测细胞活力,用ELISA试剂盒检测细胞分泌β-酪蛋白的含量,采用qRT-PCR、Western 印迹等技术检测Pten对奶牛乳腺上皮细胞中乳蛋白相关信号通路基因表达的影响.结果显示,泌乳期高乳品质奶牛乳腺组织中Pten表达水平显著低于泌乳期低乳品质及干乳期奶牛;Pten基因沉寂后,细胞活力提高,β-酪蛋白质量浓度增加,CSN2、AKT、MTOR、STAT5表达量增加.研究表明,Pten可通过抑制细胞活力和乳蛋白分泌而影响泌乳.     

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microRNA在小鼠乳腺不同发育时期差异表达谱及作用

microRNA是一类大小约22个核苷酸的非编码RNA分子,是一种广泛存在的对基因表达进行微调的分子。microRNA可以通过与靶基因mRNA的特定位点结合,抑制该蛋白的合成或诱导该mRNA的降解,从而参与基因的表达调控。一般来源于染色体的非编码区域,由大约70个核苷酸大小的可形成发夹结构的前体经Dicer酶加工而来。这类小RNA在表达上具有组织和时间的特异性,是调节其他功能基因表达的重要调控分子,在生物的生长发育过程中发挥着重要作用。因此,虽然microRNA的研究仅有很短的历史,但已成为基因表达调控研究的热点领域。以中国昆明小鼠不同发育时期的乳腺组织为实验材料,应用芯片技术及荧光定量PCR技术,分析发育不同时期的乳腺组织microRNA差异表达图谱。本文研究发现microRNA在乳腺不同的发育时期表达图谱不同;与青春期、退化期比较,妊娠期、哺乳期有十余种microRNAs表达上调,20余种microRNAs表达下调;microRNAs在乳腺发育和泌乳周期中发挥重要的作用。     

激素及细胞因子调控奶牛乳腺上皮细胞增殖和泌乳的研究进展

奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMECs)具有分泌乳汁的特殊功能,BMECs的增殖和泌乳主要受激素和细胞因子等多种因素控制。该文总结了近年泌乳相关激素和细胞因子调控BMECs增殖及泌乳的研究进展和有待进一步解决的问题,为今后系统研究BMECs增殖和泌乳调控信号通路开拓思路,提供参考。     

绵羊EGFR基因的克隆、表达及序列分析

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)是酪氨酸激酶受体家族成员之一,不仅参与细胞增殖、生长和凋亡等多种生命活动,也可调节哺乳动物的乳腺发育及泌乳维持,但对绵羊EGFR基因的序列特征及组织表达情况鲜有报道.本试验以高泌乳量的小尾寒羊(泌乳高峰期和空怀期)及低泌乳量的甘肃高山细毛羊(泌乳高峰期)母羊为研究对象,利用RT-PCR、克隆及测序技术获得绵羊EGFR基因完整的CDS区,分析了 EGFR蛋白的结构特征及理化性质,利用RT-qPCR技术研究了基因的组织表达情况.结果表明,绵羊EGFR基因CDS区全长为3 627 bp,编码1 208个氨基酸.绵羊EGFR的氨基酸序列在各物种间较保守,与黄牛EGFR的氨基酸序列同源性最高.EGFR为跨膜蛋白,包含111个磷酸化位点,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主.网络互作分析表明EGFR蛋白与肝素结合表皮生长因子(HB-EGF)、表皮调节素(EREG)、双调蛋白(AREG)及生长因子受体结合蛋白2(GRB2)结合发挥作用.EGFR主要参与MAPK,PI3K/AKT,JAK/STAT及Wnt信号通路,从而参与了动物的乳腺发育及泌乳功能的调节.RT-qPCR结果表明,绵羊EGFR基因的表达具有组织特异性、时空特异性和品种特异性.该基因在所研究的8个组织中均表达,但在肾脏、卵巢、肝脏、乳腺和肺脏组织中的表达量较高;在小尾寒羊的乳腺组织中,该基因在空怀期的表达量显著高于泌乳高峰期的(P＜0.05);在泌乳高峰期的乳腺组织中,该基因在小尾寒羊中的表达量高于甘肃高山细毛羊的.本试验为深入研究绵羊EGFR基因的泌乳生物学功能提供了基础数据.     

乳腺脂肪组织调节乳腺发育的研究进展

乳腺是哺乳动物哺育子代的重要器官,其通过分泌乳汁给子代提供充足的营养物质,乳腺的健康发育对泌乳以及提高子代的存活率具有重要意义.脂肪组织是乳腺重要的组成部分,在乳腺发育和循环重构过程中,乳腺脂肪组织随之呈现规律性的形态和功能变化,乳腺脂肪组织的动态变化是乳腺循环性发育重构的重要特征.脂肪组织能够分泌特殊的"脂肪因子"调节上皮细胞的功能和乳腺的发育,并且存在与上皮细胞相互转换的潜能.本综述综合近年来乳腺脂肪组织的相关研究进展,为后续研究脂肪组织调节乳腺发育的机制提供基础数据.     

miR-221对小鼠乳腺上皮细胞增殖和泌乳功能的影响

MicroRNA（miRNA）是一类大约22个核苷酸的非编码RNA.miR-221能通过调控受体表达,引发肿瘤形成、细胞增殖和组织器官发育.本文应用脂质体转染技术,改变miR-221在小鼠乳腺上皮细胞和组织中的表达量.采用HPLC、Western 印迹、电镜技术等观察miR-221对小鼠乳腺上皮细胞和乳腺组织的影响.结果表明,miR-221沉寂后,细胞增殖能力增强（P<0.01）,β酪蛋白表达增加（P>0.05）,生长激素受体(GHR)表达增强（P<0.01）,泌乳期乳腺组织中上皮细胞数量增加（P<0.05）,小鼠泌乳量增加（P<0.05）.结果提示,miR-221可能通过抑制靶蛋白GHR表达,进而抑制乳腺上皮细胞增殖和泌乳.     

牛乳腺上皮细胞体外培养条件的优化及功能验证

乳腺上皮细胞是研究泌乳的调控机理、乳腺癌发病机制以及制备乳腺生物反应器靶细胞。由于乳腺细胞体外培养生命周期较短并且增殖活力与体外培养时间呈负相关,到目前为止,能够适合体外研究的乳腺细胞系报道较少。因此,在优化了乳腺细胞体外培养条件的基础上,进一步验证了优化体系后培养的乳腺上皮细胞生物学的稳定性、蛋白表达情况及转基因的效率。结果表明:1∶1 DMEM/F12基础培养液+10%胎牛血清+2 mmol/L谷氨酰胺+10 ng/m L表皮生长因子+10 ng/m L碱性成纤维细胞生长因子+10μg/m L的ITS+5μg/m L胰岛素+0.1 mmol/L非必须氨基酸是维持乳腺上皮细胞体外培养的最适条件。在此培养条件获得的乳腺上皮细胞生长旺盛,传代次数能延长到20代,生长后期仍然能稳定表达CK18,且具有较高的转基因效率。     

牦牛DBI基因的分子特征及其在乳腺组织中的表达与定位

地西泮结合抑制因子(Diazepam binding inhibitor,DBI)与酰基辅酶A具有高亲和力,在动物组织中广泛存在,与脂肪酸代谢、类固醇激素合成密切相关。为研究DBI基因的分子特征及该基因在乳腺发育中的作用,对牦牛DBI基因编码区进行克隆,进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR (Quantitative real-time PCR,qPCR)、蛋白免疫印迹技术(Western blotting,WB)和免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)方法对牦牛泌乳前期、泌乳期和干乳期的乳腺组织中DBI的相对表达量和表达部位进行研究。DBI序列分析显示：牦牛DBI基因编码区序列长264 bp,编码87个氨基酸残基,与牛的同源性高达99.62％;qPCR数据表明：牦牛泌乳前期乳腺组织中DBI基因的相对表达量显著高于泌乳期和干乳期(P< 0.05);WB结果显示：牦牛泌乳前期乳腺组织中DBI蛋白的表达量最高,干乳期次之,泌乳期最低(P< 0.05);IHC结果表明：不同发育时期的牦牛乳腺组织中DBI的表达部位并无明显差异,主要表达于乳腺腺泡上皮细胞、导管上皮细胞及小叶间质细胞。DBI在不同发育时期牦牛乳腺组织中的相对表达量具有明显差异(P< 0.05),揭示DBI可能参与牦牛乳腺发育的过程,这为进一步探究DBI基因在生物体中的作用提供相应的理论参考。     

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线粒体DNA复制及其调控

从线粒体DNA复制的模型与机制、复制的调控、复制忠实性及其损伤修复3个方面对近年来的研究文献进行了总结.在复制的模型与机制方面,对传统的D环复制的细节有了更深入的了解,新的实验方法的结果显示,在哺乳动物中还存在着链结合单向复制和链结合双向复制2种模型.在线粒体DNA复制的调控方面,近年来研究较多的调控因子主要包括mtDNA聚合酶γ、线粒体单链结合蛋白(mtSSB)、引物酶、解旋酶、连接酶、拓扑异构酶、转录因子mtTFA等,介绍了这些因子的最新研究进展及调控机制;对mtDNA复制时期和拷贝数量调控机制的研究也有突破,确定了Abf2p是mtDNA复制时期与拷贝数目的调控因子.在mtDNA复制的忠实性及其损伤修复研究方面,主要涉及到DNA Polγ的校正功能、错配修复、重组修复、DNA切除修复等,在mtDNA损伤修复中仅存在碱基切除修复机制,缺少核苷酸切除修复机制.     

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