论文部分内容阅读
卵母细胞成熟是影响雌性动物繁殖能力的重要因素之一,卵母细胞成熟过程需要消耗大量的能量,脂肪酸的β-氧化是卵母细胞成熟及后续胚胎发育的重要能量来源之一,在卵母细胞成熟及胚胎附植过程中发挥重要作用。乙酰基-L-肉碱(Acety-L-carnitine,ALC)能促进脂肪酸的β-氧化,目前探讨ALC与哺乳动物繁殖性能相关研究尚少,已有的数据证实ALC具有缓解小鼠早期胚胎氧化应激及促进羔羊卵母细胞脂类代谢等功能,但ALC影响水牛卵母细胞体外成熟及相关研究缺乏且机制不清楚。本研究探讨了ALC对水牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育的影响,并利用质谱技术初步解析了ALC影响卵母细胞脂类指纹图谱及代谢液代谢指纹图谱的变化,本文的主要研究结果如下: 1.探讨了体外成熟液添加ALC对水牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育的影响。首先为了确定ALC添加的较佳浓度,试验设计了0mM,1.25mM,2.5mM和5mM的不同添加浓度组,结果表明,2.5mM组所得的囊胚率显著高于其它各组(P<0.05)。后续研究以2.5mM为较佳添加浓度检测ALC影响卵母细胞和卵丘细胞的各评定指标,结果显示,相比不添加组,ALC添加组卵丘细胞具有显著性的增殖能力(P<0.05);卵母细胞中ROS含量显著下降(P<0.05)及呈均匀线粒体分布的卵母细胞比例显著上升(P<0.05);卵母细胞和卵丘细胞中mtDNA含量显著升高(P<0.05);E2分泌显著增加(P<0.05);ALC组卵母细胞和卵丘细胞中P450scc和GDF9两个基因相对表达量显著高于不添加组(P<0.05)。因此,ALC通过降低ROS含量和调节线粒体功能、提高旁分泌因子的表达及增加类固醇分泌,促进水牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育。 2.通过超高效液相色谱-质谱联用技术(Ultra Performance Liquid Chromatography mass spectrometry,UPLC-MS),探讨了ALC对水牛卵丘卵母细胞复合体的代谢液代谢指纹图谱影响。利用OPLS-DA多元分析方法分析质谱数据,筛选出7种显著性差异代谢物,其中Dopaxanthin(与抗氧化性相关),O-acetyl-ADP-ribose(Sirtuins基因的中间代谢产物,与抗氧化和抗衰老相关)和Aldosterone18-glucuronide(类固醇及类固醇衍生物)在ALC添加组的含量显著高于不添加组(P<0.05)。而(S)-a-Amino-2,5-dihydro-5-oxo-4-isoxazolepropanoic acid N2-glucoside(葡萄糖苷),Lactose6-phosphate(乳酸磷酸盐,与葡萄糖代谢相关,参与半乳糖代谢及能量代谢信号通路),Fumaric acid(三羧酸中间物质,参与三羧酸循环及氧化磷酸化信号通路)和D-Glucurono-6,3-1actone(葡萄糖醛酸内酯,葡萄糖代谢产物)在ALC添加组的含量显著低于不添加组(P<0.05)。因此,在水牛卵丘卵母细胞复合体体外成熟过程中,添加ALC下调了卵丘卵母细胞复合体糖代谢相关代谢产物,上调了抗氧化代谢及类固醇生成相关代谢产物。 3.通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)技术,探讨了ALC对成熟卵母细胞脂类指纹图谱的影响。利用OPLS-DA多元分析方法分析质谱数据,筛选出3个脂类离子(m/z728.7[PC(32∶3)],768.8[PC(P-36∶3)]和894.9[TAG(58∶8)])在ALC添加组卵母细胞中含量显著低于未添加组(P<0.05)。经Nile Red染色对各组卵母细胞总脂含量进行测定,结果显示ALC添加组总脂含量显著低于未添加组(P<0.05)。因此,在水牛卵母细胞体外成熟过程中,添加ALC可显著降低成熟卵母细胞总脂含量,并降低了磷脂离子和甘油三酯离子的含量。 4.利用分子生物学和MALDI-TOF MS技术探讨了ALC对成熟卵母细胞冷冻效果的影响。利用O2PLS-DA多元分析方法分析质谱数据,结果显示,与未添加冷冻组相比,ALC组可显著提高冷冻解冻后孤雌激活胚胎的分裂率、桑椹胚率、囊胚率及解冻后卵母细胞的线粒体膜电位(P<0.05),并得到了5种显著变化的磷脂离子(m/z728.7[PC(32∶3)],746.9[PC(32∶5)],760.6[PC(34∶1)],768.8[PC(P-36∶3)]和782.6[PC(36∶4)];P<0.05)在新鲜未添加组含量显著高于未添加冷冻组;3种磷脂离子(m/z734.6[PC(32∶0)],760.6[PC(34∶1)]和782.6[PC(36∶4)];P<0.05)在ALC添加冷冻组含量显著高于未添加冷冻组。因此,在水牛卵母细胞成熟过程中,添加ALC可通过维持线粒体膜电位和磷脂含量促进解冻后体外成熟卵母细胞后续胚胎发育效果。 总之,本研究结果说明ALC通过调节线粒体功能、旁分泌因子及类固醇激素表达和脂类代谢,促进水牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育。本研究结果能为今后深入诠释ALC影响水牛卵母细胞成熟过程中生殖生物学功能相关研究提供参考。