miR-26a调节生殖细胞凋亡的应用的制作方法

文档序号:18461384发布日期:2019-08-17 02:03阅读:1809来源:国知局
miR-26a调节生殖细胞凋亡的应用的制作方法

本发明涉及细胞工程和基因工程技术领域,尤其涉及一种mir-26a调节生殖细胞凋亡的应用。



背景技术:

在哺乳动物卵巢中,卵泡发生和闭锁过程受到复杂的基因网络的严格调控。因此,可以同时来源于细胞和细胞外来源的mirna通过广泛参与转录后的mrna调节而起到介导这些过程的作用。已有研究表明,卵巢mirna在卵泡和黄体发育、卵巢功能和卵巢疾病和内分泌紊乱方面起着重要作用,mirna通过促进颗粒细胞凋亡和抑制凋亡来发挥调控作用。

据报道,mir-26b参与了动物繁殖的调控,mir-26b通过靶向smad4基因调控猪卵泡颗粒细胞凋亡,mir-26a与mir-26b具有相同的种子序列,因此,mir-26a可能在卵巢颗粒细胞中也发挥相似作用。有学者通过分析mirna在卵泡发育过程中表达模式,筛选和鉴定相关mirna、mrna和通路,发现smad2是调节牛卵泡发育的中枢因子,并且进一步研究发现mir-26a/b调控smad2基因发挥作用。

这些研究结果表明,mir-26a在卵泡发育过程中可能起着重要的调控作用,但目前mir-26a在猪卵巢颗粒细胞中的研究还未见相关报道。



技术实现要素:

本发明提出一种mir-26a调节生殖细胞凋亡的应用。

优选地,mir-26a的核酸序列如seq.no.1所示。

优选地,生殖细胞为哺乳动物的生殖细胞;优选地,生殖细胞为猪的生殖细胞;优选地,生殖细胞为卵巢颗粒细胞。

优选地,mir-26a调控seladin-1基因的表达来调节生殖细胞凋亡;优选地,mir-26a调控2,4-脱氢胆固醇还原酶来调节生殖细胞凋亡。

优选地,mir-26a调控smad4基因的表达来调节生殖细胞凋亡。

seladin-1基因与编码dhcr24酶的基因是一样的,后统一命名为2,4-脱氢胆固醇还原酶(dhcr24,又称seladin-1)。dhcr24蛋白的抗凋亡作用与抑制caspase-3的激活有关,如神经细胞和其他细胞模型所示。进一步的研究表明,dhcr24具有清除剂活性,从而保护细胞免受氧化应激诱导的细胞凋亡,即dhcr24具有活性氧清除活性。这些研究表明,dhcr24对许多细胞类型具有抗凋亡活性。因此,dhcr24是一种同时具有胆固醇合成和抗凋亡活性的多功能蛋白。

虽然已有研究表明,dhcr24在卵巢中有表达,但在卵泡发育及颗粒细胞功能调控方面研究还尚不清楚。而刘吉英(刘吉英.mir-26b调控猪卵泡颗粒细胞凋亡机制[d].南京农业大学,2016)揭露了mir-26b通过靶向smad4基因调控猪卵泡颗粒细胞凋亡,而mir-26a与mir-26b具有相同的种子序列,即mir-26a可能在卵巢颗粒细胞中也发挥相似作用,但相关研究还较少,目前mir-26a在猪卵巢颗粒细胞中的研究还未见相关报道。

本发明公开了dhcr24和smad4是mir-26a的靶基因,在猪卵巢颗粒细胞中,mir-26a在转录水平和翻译水平负调控dhcr24和smad的表达;mir-26a通过干扰dhcr24和smad4表达从而促进卵巢颗粒细胞凋亡,同时再通过调节类固醇合成通路影响激素分泌控制雌二醇、孕酮分泌。

附图说明

图1为双荧光素酶报告检测中gp-mirglo质粒图谱信息。图2为mir-26a与dhcr24的3’utr区域结合图。图3为mir-26a与smad4的3’utr区域结合图。图4为qpcr检测mir-26a小片段转染效率图。图5为mir-26a促进猪卵巢颗粒细胞凋亡。图6为mir-26a对雌二醇、孕酮分泌的影响图。图7为smad4-wt比对结果图。图8为smad4-mut比对结果图。图9为dhcr24-wt比对结果图。图10为dhcr24-mut比对结果图。图11为实施例6的双荧光素酶活性检测图。图12为qpcr验证mir-26a转录水平调控靶基因表达图。图13为westernblot验证mir-26a对靶基因蛋白水平的影响图。图14为qpcr检测si-dhcr24、si-smad4干扰效率图。图15为干扰dhcr24对颗粒细胞凋亡的影响图。图16为干扰smad4对颗粒细胞凋亡的影响图。图17为干扰靶基因对雌二醇、孕酮的影响图。

具体实施方式

mir-26a模拟物(mir-26amimic)、模拟物阴性对照(mimicnc)、mir-26a抑制物(mir-26ainhibitor)、抑制物阴性对照(inhibitornc)、smad4干扰rna(si-smad4)、dhcr24干扰rna(si-dhcr24)干扰rna阴性对照(nc-sirna)均由广州市锐博科技生物有限公司合成,核酸序列如下:

注:dhcr24-sirna序列为靶序列;nc-sirna由广州锐博科技生物有限公司合成,其序列保密。

实施例1生物信息学预测及保守性分析

在mirbase数据库(http://www.mirbase.org/)下载猪(susscrofa)、人(homosapiens)、小鼠(musmusculus)、牛(bostaurus)、山羊(caprahircus)、猴(macacamulatta)、马(equuscaballus)、大鼠(rattusnorvegicus)、斑马鱼(daniorerio)、鸡(gallusgallus)10个物种的mir-26a成熟序列,使用mega6.0软件分析其保守性。不同物种中mir-26a成熟序列比对如下表所示(其下表中虚线框内为种子序列):

由上表可知:mir-26a的成熟序列在哺乳动物及斑马鱼中序列完全一致,具有22个碱基,鸡仅仅5‘端少一个碱基u,表明mir-26a在脊椎动物中具有较高的保守性。

根据ncbi数据库查询猪dhcr24、smad4mrna序列信息,其3’utr长度分别为2649bp、1315bp。根据本申请人前期对猪卵泡期和黄体期卵巢进行转录组及mirna测序分析(详见田密.约克夏猪卵巢黄体期到卵泡期转变的关键mirna的筛选与功能分析[d].安徽农业大学,2018;张旭.猪卵巢卵泡期和黄体期的转录组特征及差异基因筛选[d].安徽农业大学,2018),以及对猪高低产仔猪卵巢转录组及小rna高通量测序分析(详见黄龙.基于卵巢rna组学鉴定影响猪产仔数性状的候选基因及microrna[d].安徽农业大学,2016.),发现mir-26a可能与dhcr24、smad4存在靶向关系。通过rnahybird(bibiserv2.cebitec.uni-bielefeld.de/rnahybrid)预测可知,dhcr24和smad4可能是mir-26a调控的基因,预测结果如图2和图3,图2为mir-26a与dhcr24的3’utr区域结合图,图3为mir-26a与smad4的3’utr区域结合图。

实施例2引物设计与合成

从最新的mirbase22.1数据库(www.mirbase.org)中查询并下载ssc-mir-26a(序列号:mi0002429)的成熟序列。利用加尾法设计mirna引物,下游引物为通用引物由tipgreenmirnatwo-stepqrt-pcrsupermix试剂盒提供。

从ncbi数据库,下载猪基因smad4(geneid:397142)、dhcr24(geneid:100628197)、caspase-3(geneid:397244)、bcl-2(geneid:100049703)的mrna序列。使用primerpremier6.0软件对这几个基因的mrna进行引物设计,使用ncbi平台中primer-blast(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/index.cgi?link_loc=blasthome)对设计的引物进行序列比对及特异性分析。

smad4、dhcr24、bcl-2、caspase-3、mir-26a及内参基因β-actin和u6引物均由通用生物系统(安徽)有限公司合成,具体引物信息见下表(注:f为上游引物;r为下游引物。mir-26a和u6为上游特异性引物,下游引物为通用引物,由试剂盒内提供):

实施例3猪卵巢颗粒细胞分离培养、接种转染

原代培养:(1)将猪卵巢置于预热的37℃生理盐水(添加1%双抗)中,迅速运回实验室;(2)将卵巢用预热的pbs(含1%双抗)清洗3遍,用1ml无菌注射器抽取直径3~6mm中等大小卵泡中的卵泡液;(3)吸取的卵泡液置于5ml完全培养基的15ml离心管中,1000rpm,室温离心5min;(4)弃上清,用完全培养基重悬,1000rpm离心5min,重复2次;(5)弃上清,用适量完全培养基重悬,接种于10cm细胞培养皿中;(6)置于37℃,5%co2培养箱中培养,48h后观察贴壁情况,去除培养基;(7)加入10ml预热pbs清洗;(8)更换完全培养基,继续培养至细胞汇合度达到90%左右,进行传代培养。

传代培养:(1)弃去培养皿中的培养基,用预热过的pbs清洗2遍;(2)加入3ml含0.25%edta的胰蛋白酶,轻晃使其与贴壁细胞充分接触;(3)置于培养箱中孵育2~3min,显微镜下观察至大部分细胞漂起即可;(4)立即加入6ml完全培养基终止消化,轻吹打数次;(5)转移至15ml离心管中,1000rpm,离心5min;(6)弃上清,加入5ml完全培养基重悬细胞,1000rpm,离心5min,重复2次;(7)加入适量完全培养基重悬细胞,接种于10cm培养皿;(8)放置37℃,5%co2培养箱中培养,24h后观察细胞生长状况。

接种转染:(1)待10cm培养皿中细胞汇合度达到80~90%时,细胞接种前处理方法中传代培养方法;(2)使用完全培养基重悬细胞,均匀分配到每个孔中,加入完全培养基至合适体积,轻轻摇匀,置于培养箱中培养;(3)24h后,观察细胞状况,汇合度70~80%左右准备进行转染;(4)按照德国qiagen公司hiperfecttransfectionreagent转染试剂说明书进行;每组设置3个重复;(5)转染后置于37℃,5%co2培养箱中;(6)转染后48h及72h,收取细胞,进行检测。

实施例4总rna提取

参照omegabio-tek公司总rna提取试剂盒操作说明书,提取组织或者细胞rna,具体操作步骤如下:(1)样品处理:a.从组织中提取总rna:取适量-80℃冻存的组织样品,液氮研磨至粉末状后加入装有1ml裂解液的无rna酶离心管中,旋涡振荡,静置孵育2~3min;b.提取培养细胞(贴壁)总rna:去除上清,使用预冷的pbs清洗2遍,直接加入适量裂解液后,室温静置孵育5min,转移至无rna酶离心管中;(2)加入200μl氯仿,旋涡振荡后,置于冰上孵育10min;(3)4℃,12000×g离心15min;(4)吸取分层后的上层水相500μl转移至新的ep管中,加入等体积的70%乙醇,旋涡振荡;(5)将步骤(4)中的样品转移至吸附柱中,10000×g离心1min,弃滤液;(6)加入500μlrnawashbufferⅰ,室温下以10000×g离心1min,弃滤液和收集管;(7)将吸附柱转移至新收集管中,加入500μlrnawashbufferⅱ,室温下以10000×g离心1min,弃滤液;(8)重复步骤(7),将收集管放空,16000×g离心2min;(9)将吸附柱转移至新的无rna酶离心管中,加入30~45μldepc水,孵育3min,12000×g离心2min,洗脱液即为总rna,置于-80℃冰箱保存。

总rna提取完成后,取1μl待测rna溶液,使用超微量核酸蛋白分析仪检测其吸光值od260/od280为1.8~2.0之间,则可用于后续试验。od260/od280值低于1.8表明样品有蛋白质污染,高于2.0则为有其他核酸污染。

实施例5mirna反转录与qpcr,及mrna反转录与qpcr

mirna反转录按照全式金公司(北京,中国)所生产的反转录试剂盒transscriptgreenmirnafirst-strandcdnasynthesissupermix说明书操作。rt-pcr反应体系:mirnartenzymemix1μl,2×tsmirnareactionmix10μl,rna≤5μg,计算样品添加量并加样,加水(rnase-freewater)至总体积为20μl。反应程序:37℃孵育1h,85℃5s,4℃保存。反转录完成后反应产物置于-20℃保存。

采用qpcr技术,使用transstarttipgreenqpcrsupermix(aq202-01,北京全式金生物技术有限公司)试剂盒,检测mirna表达水平。对于mirna,反应体系:cdna模板1μl,特异性引物0.4μl(0.2μm),通用引物0.4μl(0.2μm),top/tipgreenqpcrsupermix10μl,ddh2o8.2μl,总反应体系为20μl。反应程序使用两步法:(1)94℃30s;(2)94℃5s,60℃30s(进行40个循环)。每个样品均检测3次。实验结果采用比较ct值法,即2-δδct方法计算样品mirna相对表达量水平。

mrna反转录按照全式金公司(北京,中国)transscriptione-stepgdnaremovalandcdnasynthesissupermix的说明书操作。rt-pcr反应体系:randomprimer(0.1μg/μl)1μl,2×esreactionmix10μl,rt/rienzymemix1μl,gdnaremover1μl,rna≤5μg,计算rna添加量再加样,加水(rnase-freewater)至总体积为20μl。反应程序:42℃15min,85℃5s,4℃保存。

qpcr检测使用transstarttipgreenqpcrsupermix(aq202-01,北京全式金生物技术有限公司)试剂盒。对于mrna,反应体系为20μl体系:cdna模板1μl,上游引物0.4μl(0.2μm),下游引物0.4μl(0.2μm),top/tipgreenqpcrsupermix10μl,ddh2o8.2μl。使用两步法程序:(1)94℃30s;(2)94℃5s,60℃30s(进行45个循环)。每个样品均检测3次。实验结果采用比较ct值法,即2-δδct方法计算样品mrna相对表达量水平。

本发明采用合成的mir-26amimic/nc和mir-26ainhibitor/nc进行体外细胞水平试验(过表达/对照和抑制/对照试验),以研究ssc-mir-26a在猪卵巢颗粒细胞中功能。合成好所需oligo后,在猪卵巢颗粒细胞中进行转染,以检验其过表达和抑制效率。转染浓度为mir-26amimic和mimicnc为100nm,mir-26ainhibitor和inhibitornc为200nm,采用qpcr方法检测其效果,如图4所示,图4为qpcr检测mir-26a小片段转染效率图。

结果表明,转染mir-26amimic组与ncmimic组相比,过表达约42倍,过表达效率较好;转染mir-26ainhibitor组与ncinhibitor相比,抑制效率约为3倍。下述实施例即采用此浓度。

实施例6细胞凋亡

细胞凋亡检测方法如下:猪卵巢颗粒细胞转染48h后,按照上海贝博生物的annexinv-fitc/pi双染细胞凋亡检测试剂盒说明书检测细胞凋亡,具体步骤:(1)将细胞培养基转移至15ml离心管中,用2mlpbs轻轻润洗细胞,弃去pbs;(2)加入胰酶消化细胞后,用预冷的pbs洗涤细胞2遍,弃去pbs;(3)用400μl1×annexinⅴ结合液悬浮细胞,密度约为1×106细胞/ml;(4)在细胞悬液中加入5μlannexinⅴ-fitc染色液,混匀,2~8℃避光孵育15min;(5)加入10μlpi染色液,混匀,2~8℃避光孵育5min;(6)立即使用流式细胞仪检测凋亡率。

本发明将mir-26amimic/nc和mir-26ainhibitor/nc转染到培养的猪卵巢颗粒细胞中以确定mir-26a是否在调控卵巢颗粒细胞凋亡方面发挥作用。

采用annexinvfitc/pi染色,使用流式细胞仪分析检测卵巢颗粒细胞的凋亡率,其结果如图5所示,图5为mir-26a促进猪卵巢颗粒细胞凋亡。由图5可知:用mir-26amimic转染的卵巢颗粒细胞凋亡率显著高于ncmimic组(p<0.01);用mir-26ainhibitor转染的猪卵巢颗粒细胞凋亡率显著低于ncinhibitor组(p<0.05)。上述结果表明:mir-26a促进细胞凋亡,是猪卵巢颗粒细胞中的一个原凋亡因子。

实施例7类固醇激素分泌水平检测

类固醇激素分泌水平检测如下:培养的猪卵巢颗粒细胞转染48h后,收取细胞培养液上清,2000×g离心20min,取上清,-20℃保存。按照武汉基因美生物科技有限公司生产的elisa检测试剂盒说明书操作,检测雌二醇和孕酮浓度。

由于颗粒细胞是卵巢的主要功能细胞,参与类固醇分泌和卵泡发育;而实施例6表明mir-26a能够促进猪卵巢颗粒细胞凋亡,而颗粒细胞的凋亡与雌激素含量密切相关。

本发明采用elisa技术检测转染mir-26amimic/nc和mir-26ainhibitor/nc后猪卵巢颗粒细胞培养液中雌二醇和孕酮的含量,来研究mir-26a对卵巢颗粒细胞雌激素(雌二醇、孕酮)的分泌是否有影响。结果见图6,图6为mir-26a对雌二醇、孕酮分泌的影响图。由图6可知:与nc组相比,转染mir-26amimic能够极显著抑制雌二醇和孕酮的分泌(p<0.01),转染mir-26ainhibitor极显著促进雌二醇和孕酮的分泌(p<0.01)。

实施例8双荧光素酶基因报告检测

1、获取目的基因序列片段:

根据ncbi(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/)查询的ssc-mir-26a(geneid:100316605)基因序列信息,由上海吉玛制药技术有限公司合成ssc-mir-26amimic和ncmimic。从ncbi查询猪smad4(geneid:397142)和dhcr24(geneid:100628197)基因mrna信息,根据rnahybird(bibiserv2.cebitec.uni-bielefeld.de/rnahybrid)预测的ssc-mir-26a与靶基因dhcr243’utr、smad43’utr的结合位点,采用全基因合成的方式合成野生型目的基因3’utr区与ssc-mir-26a潜在结合位点的序列(命名为dhcr24-wt,smad4-wt),突变型目的基因包括与ssc-mir-26a的潜在结合位点的序列(命名为dhcr24-mut,smad4-mut)。目的基因oligo由上海吉玛制药技术有限公司合成。具体如下所示:

使用退火方法得到目的基因序列片段:将合成的smad4-wt、smad4-mut、dhcr24-wt、dhcr24-mutoligo溶解为100μm浓度。按照下表配置退火反应体系:

在pcr仪上按照如下程序进行退火处理:95℃5min;85℃5min;75℃5min;70℃5min;4℃保存。退火处理后得到浓度为10μm的dsdna模板。将所得模板溶液稀释50倍,终浓度为200nm,用于连接反应。

2、目的基因序列片段克隆至载体中

(1)双荧光素酶报告基因质粒使用gp-mirglo质粒,图谱信息如图1所示;(2)用sacⅰ和xhoⅰ对载体gp-mirglo进行酶切,按照表1.5配置酶切反应体系,37℃酶切2h,体系如下:

(3)电泳,用dna凝胶回收试剂盒回收双酶切的gp-mirglo载体条带;

(4)用t4dnaligase连接酶切得到的gp-mirglo载体条带和目的基因dsdna模板,22℃连接2h,连接体系如下:

(5)得到载体:pmirglo-smad4-wt、pmirglo-smad4-mut、pmirglo-dhcr24-wt、pmirglo-dhcr24-mut。

载体构建完成后,对重组质粒进行测序,将测序结果与目的基因序列进行比对,比对无误后,方可进行后续实验,其比对结果如图7-10所示,图7为smad4-wt比对结果图,图8为smad4-mut比对结果图,图9为dhcr24-wt比对结果图,图10为dhcr24-mut比对结果图。由图7-10可知:smad4-wt、smad4-mut、dhcr24-wt以及dhcr24-mut成功连接到双荧光素酶报告基因检测载体中,测序结果与设计的序列比对完全一致,表明载体构建成功,可进行后续实验。

3、转化

(1)取感受态细胞置于冰上4min,待解冻后分装至无菌预冷离心管中,加入10μl连接产物,混匀,冰浴30min;(2)将离心管42℃水浴锅放置90s,立即转移至冰浴冷却3min;(3)在离心管中加入800μllb培养基(不含抗生素),混匀,置于37℃摇床,250rpm,培育45min以复苏菌体;(4)取200μl培育后的细胞,涂布于含50μg/ml氨苄青霉素的lb平板上;(5)待平板上液体被吸收后,置于37℃培养箱中,培养16h。

4、挑菌培养及测序验证

(1)从培养好的平板上挑选菌落,置于装有5ml(含50μg/ml氨苄青霉素)lb培养基的试管中,37℃,250rpm,培养16h;(2)将菌液用质粒小提取试剂盒(天根生化,dp104-02)抽提质粒,按照说明书操作;(3)取200μl阳性克隆对应的菌液送测序鉴定,剩余菌液甘油保存;(4)将测序结果与目的序列比对无误后,将保存菌液复苏培养并进行大量质粒抽提。

5、细胞转染和双荧光素酶活性检测

(1)转染前将293t细胞消化接种至12孔板,每孔细胞数量约为5×105,置于37℃5%co2培养24h;

(2)溶解稀释合成的microrna,终浓度为20μm;

(3)在1.5mlep管中加入100μlopti-dmem培养基,加入10μlmicrorna,添加1.6μg对应的双荧光报告载体,混匀;在另一ep管中,加入100μlopti-dmem培养基,添加4μllipofectamine2000转染试剂,混匀;室温孵育5min后将两管混合,室温孵育20min;

(4)试验分组:

smad4验证分组为:a.mimicnc+smad4wt;b.mimicnc+smad4mut;c.ssc-mir-26a+smad4wt;d.ssc-mir-26a+smad4mut;

dhcr24验证分组为:a.mimicnc+dhcr24wt;b.mimicnc+dhcr24mut;c.ssc-mir-26a+dhcr24wt;d.ssc-mir-26a+dhcr24mut;

(5)弃去12孔板中的培养基,将转染混合物逐滴加入孔中,混匀,培养箱培育5h;(6)吸弃转染液,加入500μl含10%fbs的dmem培养液,37℃5%co2培养48h;(7)收集细胞,使用dual-luciferase报告基因检测系统试剂盒进行荧光检测。

在猪卵巢颗粒细胞共转染mir-26amimc/mimicnc和pmirglo-smad4-wt/pmirglo-smad4-mut、pmirglo-dhcr24-wt/pmirglo-dhcr24-mut,48h后,检验相对荧光强度,以确定mir-26a是否靶向结合到dhcr24和smad43’utr区。

结果如图11所示,图11为实施例6的双荧光素酶活性检测图。由图11a可知:共转染mir-26amimic和pmirglo-dhcr24-wt重组质粒后,与共转染mimicnc组相比,转染mir-26amimic能够显著抑制荧光素酶报告基因的活性(p<0.05);共转染pmirglo-dhcr24-mut重组质粒,转染mir-26amimic组与对照组mimicnc相比,对报告基因荧光活性无显著影响(p>0.05),即当dhcr243’utr区域与mir-26a结合区域发生突变后,mir-26a不能结合到dhcr243’utr上,从而影响荧光素酶报告基因活性。而图11b可知:对于靶基因smad4,其结果也如dhcr24一样。

双荧光素酶报告实验结果表明,mir-26a能够通过靶向结合dhcr24和smad4的3’utr区域从而抑制报告基因荧光活性。

实施例9qpcr检测mir-26a对dhcr24、smad4转录水平的影响

本发明采用mir-26amimic/nc和mir-26ainhibitor/nc转染培养猪卵巢颗粒细胞后检测其mrna表达水平以进一步验证mir-26a与dhcr24和smad4之间的靶向关系,其结果如图12所示,图12为qpcr验证mir-26a转录水平调控靶基因表达图。

如图12a所示,在猪卵巢颗粒细胞中转染mir-26amimic后,与转染mimicnc组相比,极显著下调dhcr24mrna的表达(p<0.01);转染mir-26ainhibitor与inhibitornc相比,显著上调dhcr24mrna表达(p<0.05)。由图12b可知,对于靶基因smad4,mir-26amimic显著下调smad4mrna表达(p<0.05),mir-26ainhibitor极显著上调smad4mrna的表达(p<0.01)。

qpcr检测结果表明:mir-26a在转录水平抑制dhcr24和smad4表达。上述结果表明:mir-26a能够促进猪卵巢颗粒细胞凋亡,dhcr24和smad4是mir-26a的靶基因。

实施例10westernblot检测

westernblot检测方法如下:(1)细胞收集及蛋白提取:细胞消化后,收集细胞,2500rpm10min,加入1mlripa细胞裂解液(含1mmpmsf),置于冰上裂解30min,收集上清液,即为细胞总蛋白;(2)sds-page电泳:在细胞总蛋白样品中,按照1:4加入5×sds-page缓冲液,沸水浴加热10min,充分变性蛋白;样品冷却后,将样品上样至sds-page胶加样孔,电泳至溴酚蓝刚出胶底部为止;(3)转膜:将pvdf膜剪裁至与胶条相同大小,甲醇浸泡3~5min,用转膜缓冲液浸润5min;转膜装置从下往上依次放置阴极板、3层滤纸、凝胶、pvdf膜、3层滤纸、阳极板,每一步均需去除气泡;300ma恒流转膜60min;(4)封闭:转膜结束,将pvdf膜在western洗涤液中漂洗5min,加入封闭液(5%脱脂奶粉),摇床室温封闭2h;(5)一抗孵育:参照说明书,加入dhcr24和smad4一抗稀释液(dhcr24一抗:1:500,smad4:1:1000),4℃孵育过夜,pbst洗涤10min,洗涤3次;(6)二抗孵育:根据说明书,按1:2000用二抗稀释液稀释辣根过氧化物酶(hrp)标记的二抗室温孵育2h,pbst洗涤10min,3次;(7)蛋白检测:参照说明书,使用ecl超敏发光试剂盒来检测蛋白;使用imagej软件进行胶片条带分析。

本发明通过westernblot技术从翻译水平进一步验证mir-26a对dhcr24和smad4蛋白水平的影响。在猪卵巢颗粒细胞中转染mir-26amimic/mimicnc或mir-26ainhibitor/inhibitornc,72h后检测dhcr24和smad4蛋白表达量,结果如图13所示,图13为westernblot验证mir-26a对靶基因蛋白水平的影响图。如图13a所示,在猪卵巢颗粒细胞中转染mir-26amimic组与mimicnc组相比,dhcr24蛋白表达量极显著下调(p<0.01);转染mir-26ainhibitor组与转染inhibitornc组相比,dhcr24蛋白表达量极显著上调(p<0.01)。如图13b所示,与dhcr24结果一致,转染mir-26amimic能够极显著抑制smad4蛋白表达(p<0.01),转染mir-26ainhibitor极显著促进smad4蛋白表达(p<0.01)。westernblot结果表明:mir-26a在翻译水平负调控dhcr24和smad4的表达。

实施例11si-dhcr24、si-smad4干扰效率检测

实施例6结果表明:mir-26a能够促进猪卵巢颗粒细胞凋亡,dhcr24和smad4是mir-26a的靶基因。

本发明合成了dhcr24、smad4小干扰rna片段,用于在细胞水平验证其功能,以研究mir-26a是否是通过调控其靶基因dhcr24和smad4的表达发挥作用。

对于靶基因dhcr24,设计合成了3个小干扰rna片段(分别命名为si-dhcr24-1、si-dhcr24-2、si-dhcr24-3)以及对照(nc-sirna),在培养的猪卵巢颗粒细胞中转染小片段,检验其干扰效率,筛选出最佳的一条小干扰rna用于后续试验。

qpcr检测结果如图14所示,图14为qpcr检测si-dhcr24、si-smad4干扰效率图。由图14a可知:转染si-dhcr24-1/2/3后,与对照组sirna-nc相比,均能够显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)下调dhcr24表达,其中si-dhcr24-2组干扰效率最高,故选取此条小干扰rna用于后续试验,在此命名为si-dhcr24。对于靶基因smad4,在猪这一物种中已有相关研究报道(liq,dux,panz,etal.thetranscriptionfactorsmad4andmir-10bcontributetoe2releaseandcellapoptosisinovariangranulosacellsbytargetingcyp19a1[j].molcellendocrinol,2018,476:84-95.),故使用已有序列进行合成,命名为si-smad4。由图14b可知:在猪卵巢颗粒细胞中转染si-smad4后,与对照组sirna-nc相比,能够极显著下调smad4表达(p<0.01),故使用此条序列进行后续试验。

实施例12干扰dhcr24、干扰smad4促进猪卵巢颗粒细胞凋亡

本发明采用转染rna小干扰片段si-dhcr24、si-smad4来研究靶基因dhcr24和smad4在猪卵巢颗粒细胞中对细胞凋亡的影响,使用上述流式细胞术检测颗粒细胞凋亡,其结果如图15-16所示,图15为干扰dhcr24对颗粒细胞凋亡的影响图,图16为干扰smad4对颗粒细胞凋亡的影响图。

图15a表明:转染si-dhcr24组细胞凋亡率极显著高于sirna-nc组(p<0.01),并且图15c也表明转染si-dhcr24组显著上调促凋亡基因caspase-3的表达(p<0.05),但通过图15b可知转染si-dhcr24组对bcl-2基因的表达无显著影响(p>0.05)。

通过图16a的结果表明:转染si-smad4组猪卵巢颗粒细胞凋亡率极显著高于对照组sirna-nc组(p<0.01),并且图16b也表明转染si-smad4组显著抑制抗凋亡基因bcl-2的表达(p<0.05),图16c表明转染si-smad4组显著促进促凋亡基因caspase-3的表达(p<0.05)。

综合上述结果,干扰dhcr24和smad4的表达能够促进猪卵巢颗粒细胞的凋亡。

实施例13干扰dhcr24、干扰smad4对雌激素分泌的影响

本发明采用酶联免疫吸附实验(elisa)检测干扰dhcr24和smad4后细胞培养液中雌二醇、孕酮的浓度,以观测dhcr24和smad4在猪卵巢颗粒细胞中对雌激素、孕酮分泌的影响。

结果如图17所示,图17为干扰靶基因对雌二醇、孕酮的影响图。由图17a可知,与转染sirna-nc组相比,转染si-dhcr24极显著降低雌二醇的分泌(p<0.01),但转染si-smad4组极显著提高了雌二醇水平(p<0.01)。

图17b可知,对孕酮的影响,转染si-dhcr24组与对照组sirna-nc组相比,孕酮浓度显著降低(p<0.05),转染si-smad4组孕酮浓度极显著升高(p<0.01)。

以上结果表明,在猪卵巢颗粒细胞中抑制dhcr24表达可抑制雌二醇和孕酮的分泌,抑制smad4表达促进颗粒细胞分泌雌二醇和孕酮。

本发明首先通过分析mir-26a在不同物种中的保守性,确定mir-26a在不同物种间成熟序列高度保守,且种子序列完全保守,故推测其在猪卵巢颗粒细胞中可能也存在相似功能。因此为研究mir-26a在猪卵巢颗粒细胞中的功能,本发明通过合成mir-26amimic/nc、mir-26inhibitor/nc,转染到猪卵巢颗粒细胞中,以研究其对卵巢颗粒细胞功能的影响。

本发明在培养的猪卵巢颗粒细胞过程中,过表达mir-26a能够促进卵巢颗粒细胞凋亡,抑制雌二醇和孕酮激素分泌;而抑制内源性mir-26a表达抑制颗粒细胞凋亡,促进雌二醇和孕酮激素分泌。根据已有研究表明,mirna在调控颗粒细胞凋亡及雌激素分泌之间存在关联。这些研究结果与本发明结果一致,即mirna可通过调控雌激素(雌二醇、孕酮)的合成,进而调控卵巢颗粒细胞凋亡。

本发明结果表明:mir-26a可调控卵巢颗粒细胞凋亡和类固醇合成。据本申请人所知,本发明首次表明/揭露mir-26a可调节猪卵巢颗粒细胞中的细胞凋亡和类固醇合成。

根据本申请人前期对高低产母猪卵巢mrna及mirna转录组分析,筛选出dhcr24和smad4可能是mir-26a的靶基因。随后通过生物信息学分析,确定dhcr24和smad4mrna3’utr区域存在mir-26a的结合位点。

但生物信息学方式预测只能提供参考,具体的验证还需生物实验技术方法。生物技术方法主要分为两类:一类以mirna与靶基因mrna直接作用为基础的方法,另一类为间接检测mirna与靶基因mrna的相互作用。这两种检测技术,第一类包括双荧光素酶报告基因或rna与蛋白质免疫共沉淀技术等,其准确性较高;第二类准确性较低,主要是通过改变mirna表达,检测靶基因mrna及蛋白水平的变化,从而推测其相关关系。

本发明首先通过生物信息学方法确定dhcr24和smad4是mir-26a的潜在靶基因,随后通过两种生物技术方法进行验证。双荧光素酶报告基因检测系统具有灵敏度高、准确性高等特性。为了验证mir-26a与潜在靶基因dhcr24、smad4是否存在靶向结合调控关系,首先构建靶基因野生型wt质粒、突变型mut质粒,随后将构建的重组质粒与mir-26a模拟物共转染至293t细胞,使用双荧光活性检测来进行验证靶基因3’utr与mirna靶向关系。本发明揭露转染mir-26a模拟物显著降低dhcr24和smad4基因野生型载体荧光素酶活性,对突变型载体无显著影响;表明mir-26a通过靶向结合dhcr24和smad4的3’utr区域抑制报告基因荧光活性。双荧光素酶报告基因检测结果表明,mir-26a与dhcr24、smad4存在靶向关系。

为了进一步验证它们之间的靶向关系,本发明使用qpcr技术和westernblot技术进行验证。qpcr检验表明:在猪卵巢颗粒细胞中过表达mir-26a能够在转录水平抑制dhcr24和smad4基因表达,抑制mir-26a表达在转录水平促进dhcr24和smad4表达。使用westernblot检测发现,与qpcr结果一致,mir-26a在翻译水平调控dhcr24和smad4蛋白表达。

本发明采用所合成的dhcr24小干扰rna片段对颗粒细胞功能的影响,确定抑制猪卵巢颗粒细胞中dhcr24的表达可以显著增加caspase-3的表达,促进细胞凋亡,抑制雌二醇和孕酮的分泌,提示dhcr24在猪卵巢颗粒细胞中具有抗凋亡功能。而已有研究表明在神经细胞和其他细胞模型所示中,dhcr24蛋白的抗凋亡作用与抑制caspase-3的激活有关。同时本发明确定,抑制dhcr24能够促进caspase-3表达,这与上述研究结果一致。并且本申请人还发现:可能由于dhcr24启动子区域存在雌激素反应因子,抑制dhcr24基因的表达也可以抑制猪颗粒细胞中雌激素和黄体酮的分泌,

由于卵巢体细胞(主要是颗粒细胞)和卵母细胞相互作用决定着卵泡的发生,排卵及黄体化。在卵泡发育的过程中,smad蛋白广泛表达与卵巢发育的各个阶段,其表达水平随着卵巢功能的发育有周期性的变化。

已有研究发现用si-smad4处理猪卵巢颗粒细胞后改变了许多的基因表达,这些基因参与了卵泡颗粒细胞的关键过程;smad4的缺失时可以使卵巢颗粒细胞提前黄体化;在卵巢中特异性敲除smad4基因会导致小鼠颗粒细胞过早黄体化,导致卵巢早衰,生育能力下降等;进一步研究发现沉默smad4基因能够促进卵巢颗粒细胞凋亡。

本发明在猪卵巢颗粒细胞中抑制smad4的表达,抑制抗凋亡基因bcl-2表达,上调促凋亡基因caspase-3表达,促进颗粒细胞的凋亡,这与上述研究结果一致。在猪卵巢颗粒细胞中抑制smad4表达后,极显著促进雌二醇和孕酮。

同时现有研究发现,在猪卵巢颗粒细胞中过表达smad4能够上调cyp19a1表达,促进雌二醇分泌;在小鼠卵巢中特异性敲除smad4基因,会破坏类固醇激素调节,促进孕酮分泌。这也与本发明结果一致。

综上所述,本发明表明:dhcr24和smad4是mir-26a的靶基因,mir-26a通过靶向调控dhcr24和smad4表达促进猪卵巢颗粒细胞凋亡;mir-26a能够抑制猪卵巢颗粒细胞雌二醇和孕酮分泌,抑制dhcr24表达能够降低雌二醇和孕酮分泌,但抑制smad4表达却升高雌二醇和孕酮分泌,说明mir-26a抑制猪卵巢颗粒细胞激素分泌主要是通过调控dhcr24表达从而调节类固醇合成通路影响激素分泌。

上述m为mol/l,即mm为mmol/l,μm为μmol/l,nm为nmol/l。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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