miR-130a-3p通过smad5-TGF-β-PI3K/AKT信号轴调控猪未成熟支持细胞生长研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zeuswugeng
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支持细胞作为睾丸组织生精小管中的一种体细胞,能为生精细胞的生长发育提供支撑作用,供给精子生长发育过程所需的营养物质及能量,协调并保障精子发生正常有序的进行。miRNA是一类长约22 nt的非编码RNA,通过转录后水平调控基因的表达参与各个生物学过程,在睾丸发育和精子发生过程中起重要的调节作用。本论文基于前期RNA-seq数据筛选出60个miRNA,并采用基于EdU染色的高内涵筛选技术明确miRNA对猪支持细胞增殖的影响,结果发现miR-130a-3p的细胞增殖率为60个miRNA之最。进而利用多种分子实验技术从细胞水平和体内水平探究miR-130a-3p激活smad5基因通过TGF-β/smad5-PI3K/AKT信号通路对猪未成熟支持细胞增殖和凋亡的调控作用。研究结果如下:(1)miR-130a-3p在细胞水平和体内水平均促进支持细胞增殖而抑制其凋亡为明确miR-130a-3p的功能,分别过表达或抑制表达miR-130a-3p于猪未成熟支持细胞中,采用流式细胞术、CCK-8、EdU、实时荧光定量PCR、ATP以及Western Blot技术检测细胞增殖和凋亡情况。将miR-130a-3p过表达或抑制表达于妊娠小鼠体内,采用HE染色和免疫荧光技术检测幼鼠支持细胞增殖和睾丸发育情况。结果显示,过表达miR-130a-3p后细胞的周期进程加快,细胞增殖活性增强,细胞凋亡率下降,ATP水平上升,幼鼠睾丸组织生精小管数量和生精小管中支持细胞的平均数量均有所增加,且支持细胞中处于增殖状态的细胞比率也有所增多。抑制表达miR-130a-3p的结果与之相反。(2)低浓度TGF-β促进猪未成熟支持细胞增殖,而高浓度TGF-β则抑制细胞增殖选择用低浓度TGF-β和高浓度TGF-β分别处理猪未成熟支持细胞,采用上述多种分子实验方法检测其对猪未成熟支持细胞的功能。实验结果表明,低浓度TGF-β能够促进细胞的增殖能力,下调细胞凋亡水平,ATP含量也相对升高;高浓度TGF-β处理后的细胞增殖水平有所下降,细胞凋亡率有所上升,ATP含量相对降低。(3)PI3K/AKT信号通路促进猪未成熟支持细胞增殖并抑制其凋亡在猪未成熟支持细胞中激活或抑制PI3K/AKT信号通路后,采用上述多种分子实验方法检测其对猪未成熟支持细胞的功能。发现,当PI3K/AKT信号通路被激活后,细胞的周期进程加快,增殖能力也有所提高,凋亡率降低,ATP含量也相应增加。当抑制PI3K/AKT信号传导通路后细胞的周期进程放慢,增殖能力下降,凋亡水平升高且ATP含量减少。这与激活PI3K/AKT信号传导通路结果相反。(4)miR-130a-3p激活TGF-β/smad5-PI3K/AKT信号通路促进猪未成熟支持细胞增殖并抑制其凋亡为探究miR-130a-3p调控的具体机制,利用生物信息学分析和双荧光素酶报告分析筛选出smad5基因,并根据smad5基因挑选出TGF-β/smad5信号通路和PI3K/AKT信号通路。通过Western Blot技术检测miR-130a-3p模拟物、miR-130a-3p抑制剂、高浓度TGF-β和低浓度TGF-β中smad5蛋白、smad5磷酸化蛋白、PI3K磷酸化蛋白和AKT磷酸化蛋白的表达水平。结果表明,当过表达miR-130a-3p于猪未成熟支持细胞中,smad5蛋白、smad5磷酸化蛋白、PI3K磷酸化蛋白和AKT磷酸化蛋白的表达水平均上升,这与低浓度TGF-β处理细胞后的结果一致。当抑制表达miR-130a-3p于猪未成熟支持细胞中,smad5蛋白、smad5磷酸化蛋白、PI3K磷酸化蛋白和AKT磷酸化蛋白的表达水平均下降,这与高浓度TGF-β处理细胞后的结果一致,与过表达miR-130a-3p组和低浓度TGF-β处理组的结果相反。既而将miR-130a-3p模拟物和高浓度TGF-β共转染至猪未成熟支持细胞中,实验结果表明,高浓度TGF-β+miR-130a-3p mimic组相对于其他组而言,细胞周期进程加快,细胞活性增强,细胞凋亡水平下降,ATP水平上升。综上所述,miR-130a-3p激活smad5通过TGF-β/smad5-PI3K/AKT信号通路促进猪未成熟支持细胞增殖而抑制其凋亡。
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