【摘 要】
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排卵作为雌性动物中最基本的生殖行为,是将成熟的卵子从卵泡中释放到卵巢表面的动态过程。在排卵过程中,卵泡需要经历复杂的生理结构及基因表达调控上的变化,涉及到细胞死亡,损伤和修复,以及组织的重构等。排卵中卵泡将高度血管化,并在LH刺激下,滤泡细胞层将产生类固醇、前列腺素、趋化因子和细胞因子,这些介质与组织炎症和创伤修复处所合成的物质非常类似。排卵是一种炎症反应的观点已逐渐被公认,但其中机理却仍不清楚。
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排卵作为雌性动物中最基本的生殖行为,是将成熟的卵子从卵泡中释放到卵巢表面的动态过程。在排卵过程中,卵泡需要经历复杂的生理结构及基因表达调控上的变化,涉及到细胞死亡,损伤和修复,以及组织的重构等。排卵中卵泡将高度血管化,并在LH刺激下,滤泡细胞层将产生类固醇、前列腺素、趋化因子和细胞因子,这些介质与组织炎症和创伤修复处所合成的物质非常类似。排卵是一种炎症反应的观点已逐渐被公认,但其中机理却仍不清楚。细胞焦亡是一种依赖于Gasdermin家族蛋白形成质膜膜孔的可调控的细胞死亡,属于炎症性细胞死亡途径。排卵过程中伴随着细胞死亡,同时NLRP3、Caspase-1和IL-1β均已证明在哺乳动物卵巢中表达。但是细胞焦亡是否参与了排卵过程,这尚不清楚。本研究便以斑马鱼为研究模型,系统研究了1)LH是否激活细胞焦亡相关信号通路?2)细胞焦亡在排卵中是否重要?3)细胞焦亡相关信号通路如何调控排卵?主要结果如下:1.斑马鱼排卵过程中滤泡细胞层细胞死亡数量在排卵前显著增多。本研究建立了斑马鱼h CG人工诱导排卵模型和自然排卵模型,利用TUNEL实验和SYTOXTM绿色核酸染料实验分别对人工诱导模型和自然排卵模型排卵过程中细胞死亡进行了分析,发现在排卵过程中滤泡细胞层发生细胞死亡,且细胞死亡数量在排卵前显著增加。2.细胞焦亡在斑马鱼排卵过程中发生。本研究在斑马鱼h CG人工诱导排卵模型和自然排卵模型中,分别利用实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹实验分析了在排卵过程中细胞焦亡相关信号通路关键因子的表达,发现炎症小体ASC、Nlrp1和Nlrp3在排卵过程中被激活,进而激活Caspase A剪切Gasdermin Eb,释放了IL-1β,经典的Caspase 1依赖性细胞焦亡途径在排卵过程中发生。3.抑制细胞焦亡的发生会抑制斑马鱼排卵过程。本研究制备了Gasdermin Eb特异性多肽抑制剂Ac-FEID-CMK,采用腹腔注射法与h CG共同注射,发现斑马鱼排卵过程受到抑制;同时利用炎症小体Nlrp3的抑制剂MCC950,采用腹腔注射法与h CG进行共注射,发现排卵过程受到抑制。4.IL-1β会抑制斑马鱼卵母细胞成熟和排卵。本研究利用细菌系统制备了IL-1β成熟肽重组蛋白,利用IL-1β和低浓度h CG（4 IU/鱼）在体共注射的方法,发现IL-1β会抑制斑马鱼卵母细胞成熟和排卵。同样的,利用IL-1β进行体外孵育,发现IL-1β会抑制斑马鱼卵母细胞成熟。5.本研究利用CRISPR/Cas9系统针对细胞焦亡中最关键因子gsdmea和gsdmeb,以及炎症因子il1b进行了基因敲除,建立了细胞焦亡相关的敲除鱼系。综上所述,本文以斑马鱼为模型,揭示了细胞焦亡参与了斑马鱼排卵过程,并在斑马鱼排卵中具有重要作用和功能。这些发现为排卵作为一种炎症反应提供了有效的补充和拓展,以及为理解动物排卵机理提供崭新的视角。
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