【摘 要】
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在生猪养殖过程中,母猪的繁殖力是影响猪场生产效益的重要因素,繁殖障碍性疾病导致的卵巢功能异常、流产、死胎和木乃伊胎等给养猪业造成了重大的经济损失。猪妊娠过程中,胎儿的生长发育受诸多因素影响,非遗传和疾病因素导致的分娩前胚胎损失率高达40%。R-Spondin3(RSPO3)是最早被发现的RSPOs家族成员,在胚胎发育过程中起着重要作用。Rspo3缺失的小鼠由于胎盘血管形成缺陷不能侵入绒毛膜导致胎儿
【基金项目】
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国家自然科学基金(31572591、31772819、81830041); 湖南省研究生科研创新项目(CX2018B401):R-Spondin3对猪滋养层细胞功能的影响,2018.10-2020.10;
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在生猪养殖过程中,母猪的繁殖力是影响猪场生产效益的重要因素,繁殖障碍性疾病导致的卵巢功能异常、流产、死胎和木乃伊胎等给养猪业造成了重大的经济损失。猪妊娠过程中,胎儿的生长发育受诸多因素影响,非遗传和疾病因素导致的分娩前胚胎损失率高达40%。R-Spondin3(RSPO3)是最早被发现的RSPOs家族成员,在胚胎发育过程中起着重要作用。Rspo3缺失的小鼠由于胎盘血管形成缺陷不能侵入绒毛膜导致胎儿在出前死亡,RSPO3是否在猪胎盘发育过程中起着重要作用从而影响着胎儿的生长发育尚无相关报道。为阐明RSPO3在猪胎盘发育过程中的作用,本研究首先克隆了猪胎盘RSPO3 m RNA序列,确定RSPO3在不同妊娠时期母胎界面的表达与定位;其次,通过慢病毒系统介导RSPO3的过表达和下调研究其对猪胎盘滋养层细胞和子宫内膜基质细胞功能的影响;最后通过小鼠囊胚感染慢病毒使胎盘特异性过表达猪RSPO3蛋白研究其对胚胎/胎儿生长发育的影响。主要研究结果如下:(1)RSPO3在猪母胎界面的表达与分析。克隆的猪胎盘RSPO3 m RNA序列全长为1337 bp,与NCBI公布的猪RSPO3 m RNA序列在第180位点存在一处差异碱基T→C;其与牛、羊的亲缘关系较近,与斑马鱼、半滑舌鳎的亲缘关系较远。猪胎盘RSPO3 m RNA编码275个氨基酸,与NCBI公布的猪RSPO3氨基酸序列一致,蛋白结构含两相邻Furin样结构域、TSR结构域、N端疏水信号肽和C端残基。RSPO3在猪不同妊娠阶段母胎界面的表达有一定差异,其m RNA及蛋白在妊娠40天母体子宫和胎儿胎盘的表达高于妊娠25天和70天,且RSPO3蛋白主要定位于母胎界面的胎儿胎盘绒毛滋养层、子宫内膜基质和腺上皮。(2)RSPO3对猪滋养层细胞和子宫内膜基质细胞功能的影响。本研究成功建立了RSPO3过表达和下调猪滋养层细胞和子宫内膜基质细胞。在猪滋养层细胞中,RSPO3过表达后可显著抑制细胞的增殖、浸润和小管形成,显著促进Wnt/β-catenin信号通路中CCND1、c-Myc和β-catenin的表达,抑制GSK-3β和Axin2的表达,而RSPO3下调表达后则起到相反的作用。进一步研究发现Wnt/β-catenin通路抑制剂处理后能增强RSPO3对猪滋养层细胞增殖及小管形成的抑制作用,减弱RSPO3对猪滋养层细胞CCND1、c-Myc和β-catenin蛋白表达的促进作用。此外,RSPO3过表达可促进猪滋养层细胞与血管内皮细胞交互形成小管,而下调RSPO3则起抑制作用。RSPO3过表达及下调对猪滋养层细胞的凋亡无影响;在猪滋养层细胞中没有检测到E2和P4的分泌,但RSPO3过表达促进其激素相关合成酶17β-HSD、3β-HSD和CYP19A1 m RNA的表达,下调时则抑制17β-HSD和3β-HSD m RNA的表达。在猪子宫内膜基质细胞中,RSPO3过表达促进猪子宫内膜基质细胞的增殖,下调则抑制;RSPO3过表达及下调均减弱猪子宫内膜基质细胞与血管内皮细胞的交互作用。同样地,RSPO3过表达能激活猪子宫内膜基质细胞Wnt/β-catenin信号通路。(3)小鼠胎盘特异过表达猪RSPO3对胎儿胎盘生长发育的影响。Rspo3m RNA和蛋白在小鼠不同妊娠时期胎盘中的表达呈现逐渐降低趋势,RSPO3蛋白在小鼠子宫内膜基质、胎盘滋养层和迷回路层的表达信号较强,在妊娠第10和12天的表达丰度较高,与其在猪胎盘中的表达规律相似。在小鼠模型中发现胎盘特异性过表达猪RSPO3能显著增加孕鼠妊娠第12天的空腹血糖和心率、妊娠第18天胎儿的重量和冠臀长、妊娠15和18天胎儿的腹围,而对孕鼠血压、尿蛋白和肝、肾脏器无影响。综上所述,本论文揭示了RSPO3在猪不同妊娠时期母胎界面的表达规律,明确了RSPO3能调控猪滋养层细胞和子宫内膜基质细胞的相关功能,体内进一步阐明了小鼠胎盘特异性过表达猪RSPO3能促进胎儿的生长。本研究可为探讨母猪妊娠过程中胎儿损失的具体机制提供一定的理论依据,同时也可为研发有利于胎儿生长发育的新技术提供思路。
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