王超/夏国良课题组发现转录因子SP1调控小鼠原始卵泡库建立的分子机制
发布日期:2019-12-09 浏览次数:  信息来源:生物学院

       2019年7月,中国农业大学王超/夏国良课题组在Journal of Molecular Cell Biology杂志上发表了题为“SP1 governs primordial folliculogenesis by regulating pregranulosa cell development in mice”的研究论文。

       原始卵泡作为雌性生殖的基本功能单位,是雌性哺乳动物不可再生的生殖资源。原始卵泡库的数量决定着雌性哺乳动物一生的生育能力,而原始卵泡形成失败或提早衰竭会引起卵巢早衰。因此,对于原始卵泡形成及维持的机制研究可以为雌性的生殖健康提供重要的生理意义及临床指导。原始卵泡的形成是一个卵母细胞与体细胞互作的复杂生理过程,需要多种基因的时空性差异表达。本研究首次发现了转录因子SP1在小鼠原始卵泡形成中的主要功能及作用机制。

       首先,本研究利用慢病毒敲降结合胚胎卵巢体外培养模型发现,敲降Sp1显著抑制了小鼠原始卵泡的形成。进一步利用胚胎卵巢体外重构实验表明,SP1主要在体细胞中发挥功能。为了探究SP1在体细胞中的作用,一方面利用Lgr5-EGFP-ires-CreERT2(LGR5-KI) 转基因小鼠结合全卵巢敲降模型发现,SP1缺失显著抑制了前颗粒细胞从卵巢表面上皮LGR5阳性细胞的募集; 另一方面利用FOXL2阳性细胞特异性敲降模型证明,SP1还调控了前颗粒细胞的维持。进一步的研究发现,与全卵巢敲降Sp1的表型相一致,在前颗粒细胞中特异性敲降Sp1显著抑制了原始卵泡形成和卵母细胞凋亡,导致大量卵母细胞以合胞体的形式存在于卵巢中。其次,通过对SP1发挥功能的机制进一步研究证明,体细胞表达的NOTCH2介导了SP1对前颗粒细胞发育及原始卵泡形成的调控。体内染色质免疫共沉淀及体外双荧光素酶实验结果表明,SP1可以直接与Notch2启动子区结合进而调控其转录。最后,为了探究由于SP1缺失导致的前颗粒细胞发育受阻是否会影响合胞体中卵母细胞的进一步发育,作者通过体外延长培养时间以及体内肾被膜移植实验发现,在SP1缺失的卵巢中,卵泡和卵母细胞发生了大规模丢失,导致POI的发生。同时,在Sp1被沉默的区域,NOTCH2和FOXL2的表达也出现同步化下调,证明SP1调控的前颗粒细胞发育对卵泡的存活也是至关重要的。总之,本研究发现SP1通过直接结合到Notch2启动子区域起始Notch2的转录表达,进而促进胚胎小鼠卵巢中前颗粒细胞的增殖分化及原始卵泡形成。该研究为原始卵泡形成过程中颗粒细胞发育的具体分子机制提供了新的认识。随着体外原始卵泡构建及发育技术的成熟,本研究将对于因卵泡发育问题而导致的卵巢早衰等生殖疾病的预防和治疗具有重要的理论指导意义。





    中国农业大学博士生蔡晗、刘冰颖王华荣为本文的第一作者。王超副教授为本文通讯作者。相关工作得到了科技部国家重点研发项目和国家自然科学基金等项目的资助。

    文章链接:10.1093/jmcb/mjz059



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