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目的:一个细胞周期包含了细胞的生长、发育和增殖,对一个细胞周期进行研究就能够揭示某种细胞的生长、发育和增殖的过程。细胞周期一般包含4个时期,G1期,即DNA合成前期;S期,即DNA合成期;G2期,即DNA合成后期;M期,即分裂期。14-3-3蛋白是一种高度保守,分子量约28-31KDa的酸性蛋白家族,哺乳动物至少有七种基因编码14-3-3蛋白亚型,而酵母、果蝇以及线虫则只有两种[1]。哺乳动物14-3-3蛋白亚型种类较多,是目前研究最多的蛋白质,共包括七种亚型,分别为ε、β、η、γ、ζ、σ和τ,且各亚型都有其特殊的功能和作用,能够特异性地与磷酸化丝氨酸或苏氨酸肽段结合,参与了多种信号转导途径。14-3-3蛋白参与了细胞内的众多的重要生命活动过程,功能涉及到细胞周期调控、信号转导。14-3-3蛋白通常作为一种“接头蛋白”或“伴侣蛋白”在细胞核与细胞质间来回穿梭,以调节与之结合的靶蛋白的功能。Cdc25蛋白家族是一种双重磷酸酶,包括Cdc25A、Cdc25B、Cdc25C三种磷酸酶,分别在有丝分裂中发挥重要作用[2,3],其中Cdc25B被认为在有丝分裂中是最主要的启动者。研究表明Cdc25B蛋白的活性和细胞定位由14-3-3蛋白调节[4,5]。Uchida S等的研究也证实14-3-3ε与人的Cdc25B的309位被磷酸化的丝氨酸结合,致使Cdc25B定位于细胞质[6]。对爪蟾卵母细胞的研究表明,PKA(protein kinase A)可直接磷酸化Cdc25的287位丝氨酸,此位点磷酸化后导致14-3-3蛋白的结合,Cdc25活性受到抑制,从而导致卵母细胞发生G2期阻滞[7-9]。小鼠卵母细胞的研究表明[10-13]:在小鼠GV期卵母细胞中PKA磷酸化Cdc25B的321位丝氨酸后与14-3-3ε结合,二者共定位于细胞质,Cdc25B不能入核使Cdc2的Thr14/Tyr15脱磷酸,因而不能激活MPF,卵母细胞阻滞于GV期。受精卵和卵母细胞的发育是两个互相联系但又存在差异的过程,所以对受精卵这一天然的细胞周期模型进行深入研究,将有利于揭示生殖发育的调控机制,进一步认识生长、发育、癌变、死亡机理。小鼠受精卵是脊椎动物中与人类较为接近的细胞周期模型,由于取材有限,关于小鼠受精卵早期发育的机制,尤其是一细胞期向二细胞期的转化,即G2/M期转换机制知之甚少,因此也成为当今国际上研究的热点之一。但是小鼠一细胞期受精卵中是否表达14-3-3蛋白以及各亚型的表达情况目前国内外未见文献报道,而且在小鼠受精卵中14-3-3ε和Cdc25B是否存在共定位也知者甚少。本研究应用分子生物学技术和方法对小鼠受精卵14-3-3蛋白的表达亚型进行鉴定,确定主要的表达亚型以期为今后研究14-3-3蛋白调控小鼠一细胞期受精卵G2/M转换中作用的研究做前期的准备工作。 方法:1.小鼠超排卵及一细胞期G1,S,G2,M四个时相受精卵的收集。2.运用 Real-time RT-PCR检测受精卵一细胞期14-3-3蛋白七个亚型mRNA的相对表达量及主要表达亚型。3.Western blot检测四个时相的14-3-3ε蛋白的表达。4.运用间接免疫荧光实验观测14-3-3ε和Cdc25B在小鼠一细胞期受精卵四个时相的亚细胞共定位情况。 结果:1.14-3-3蛋白七个亚型在小鼠受精卵第一次有丝分裂四个时相mRNA的相对表达亚型中只有ε、ζ两个亚型的mRNA在四个时相的表达都相对较高,而β、σ和τ三个亚型的mRNA四个时相的表达都相对较低;η在G1期高表达,在S,G2,M期低表达;γ亚型在G1期低表达,在S,G2,M期中度表达;ε亚型从G1到G2期表达逐渐增高,到M期略有降低;ζ亚型G1期高表达,S期表达大幅下降,而从S期到M期表达量逐渐升高。2.Western blot检测14-3-3ε在小鼠受精卵第一次有丝分裂四个时相蛋白的表达14-3-3ε蛋白在四个时相均有表达,G1到G2期表达逐渐增加,在G2期表达最高,在M期表达有所降低。3.间接免疫荧光实验观测14-3-3ε和Cdc25B在小鼠一细胞期受精卵四个时相的亚细胞共定位14-3-3ε(红色荧光)和Cdc25B(绿色荧光)在G1期和S期共定位于受精卵的细胞质,在G2前期部分Cdc25B(绿色荧光)进入细胞核,G2后期在核内可见绿色荧光的强度明显加强,在M期14-3-3ε(红色荧光)和Cdc25B(绿色荧光)均匀的分布于细胞质。 结论:1、在小鼠一细胞期受精卵中主要表达亚型为ε和ζ两个亚型。2、14-3-3ε蛋白在四个时相均有表达,G1到G2期表达逐渐增加,在G2期表达最高,在M期表达有所降低。3.14-3-3ε和Cdc25B在G1期和S期共定位于受精卵的细胞质,在G2期Cdc25B从细胞质进入细胞核,Cdc25B再由细胞核到细胞质的穿梭过程,这个过程伴随着小鼠一细胞期受精卵G2/M期的转换。