miR-1275/LRH-1/CYP19A1通路在猪卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素合成中的作用

The reproductive performance of livestock depends on the development of follicles, while the fate of the follicles decided by the state of granulosa cells (proliferation or apoptosis). Previous studies showed that there are internal relations among miR-1275, LHR-1 and CYP19A1, moreover, they have a close association with porcine follicular atresia and the content of E2. Therefore, we speculate that they could form a new signaling pathway: miR-1275/LHR-1/CYP19A1 pathway, which may play an important role in the porcine granulosa cell apoptosis and the estrogen synthesis. Base on the assumption, this project intends further to clarify the regulation relationship among miR-1275/LHR-1/CYP19A1 signaling molecules by multiple methods such as overexpression and ChIP. FACS and other methods will be used to analysis the effect of the pathway in porcine granulosa cell apoptosis and estrogen synthesis. The study would significantly elucidate the follicular development process, reveal the molecular mechanism for porcine reproduction and contribute to porcine fertility improvement.

家畜的繁殖潜能主要取决于卵泡发育，而卵泡发育的命运（成熟或闭锁）主要是由卵泡内颗粒细胞的状态（增殖或凋亡）决定的。根据前期研究结果和文献分析发现miR-1275、LRH-1和CYP19A1三者之间存在内在联系，且与猪卵泡闭锁、E2含量有密切相关，因此我们推测三者可以形成一个新的信号通路：miR-1275/LRH-1/CYP19A1通路，而且可能在猪卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素合成中发挥作用。基于以上假设，本项目拟采用过表达等方法进一步明确猪卵巢颗粒细胞中miR-1275/LRH-1/CYP19A1通路中信号分子间的调控关系，采用ChIP等技术分析通路信号分子间的调控机制，采用FACS等技术研究通路在猪卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素合成中的作用。研究对从表观遗传学角度阐明卵泡发育、揭示猪繁殖力性状形成的分子机理和提高猪繁殖力等均有一定意义。

卵泡闭锁和颗粒细胞凋亡是母猪繁殖力的限制因素。前期研究发现miR-1275在猪卵巢的早期闭锁卵泡中异常高表达，其靶基因LRH-1是影响排卵数的关键基因和猪CYP19A1基因（编码蛋白为雌激素合成通路的限速酶）的潜在转录因子，推测三者可以形成一个全新的信号通路：miR-1275/LRH-1/CYP19A1通路，并参与猪卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素（E2）合成的调控。本项目研究发现miR-1275可促进猪卵巢颗粒细胞早期凋亡和抑制E2分泌，可能参与猪卵泡闭锁的启动。miR-1275通过与LRH-1基因3'-UTR直接结合，促进其mRNA降解，从抑制猪卵巢颗粒细胞中LRH-1基因的转录和翻译。LRH-1可抑制猪卵巢颗粒细胞早期凋亡和促进E2分泌，并介导miR-1275对猪卵巢颗粒细胞早期凋亡和E2分泌的调控。猪CYP19A1基因启动子区含有一个潜在的核受体元件（NRE），其转录活性受LRH-1的调控。ChIP试验证实转录因子LRH-1可与猪CYP19A1基因启动子区NRE元件直接结合。在体外培养的猪卵巢颗粒细胞中，过表达LRH-1可促进CYP19A1基因表达，而敲减LRH-1可抑制CYP19A1基因表达，说明LRH-1是猪CYP19A1基因的转录激活因子。另外，LRH-1可介导miR-1275对猪卵巢颗粒细胞中CYP19A1表达的调控。功能分析发现CYP19A1可抑制猪卵巢颗粒细胞早期凋亡和促进E2分泌，并介导LRH-1和miR-1275对猪卵巢颗粒细胞功能的调控。总之，本项目在猪卵巢颗粒细胞中鉴定了一个新的信号通路，即miR-1275/LRH-1/CYP19A1通路，并证实这个信号通路参与猪卵巢颗粒细胞早期凋亡和E2分泌的调控。同时，研究结果也证实了miRNA可参与猪卵泡闭锁的启动，这不仅对了解和揭示卵泡闭锁的机制具有重要意义，同时也为开发调控母猪繁殖力的小分子非激素类调节物提供了靶标。