囊性纤维化跨膜传导调节体(CFTR)调节PTEN的分子机制及其对卵泡发育影响的研究

Females with CF are known to be less fertile compared to normal healthy women. The involved mechanism remains largely unknown. Our preliminary study showed that CFTR knockout in mice resulted in follicle development disorder. Moreover, we found that overexpression CFTR in CHO cells down-regulated PTEN, which represses AKT/FOXO pathway, the most important signaling pathway responsible for follicle development. We thus hypothesize that by down-regulating PTEN, CFTR might activate AKT phosphorylation and FOXO phosphorylation, therefore allowing follicle development to progress. We propose to use in vivo CFTR mutation or CFTR knockout mice models and in vitro rats primary ovarian granulosa cells to test the hypothesis. The results from the proposed study will provide new insights into the molecular mechanisms underlying follicle development and also possible treatment targets for female low fertility.

CF女性病人生殖能力低于正常女性，其中的致病机制尚不清晰。我们的前期研究揭示CFTR基因突变可导致小鼠卵泡发育障碍，同时在CHO细胞中发现过表达CFTR能下调卵泡发育的关键分子PTEN及增强AKT磷酸化。该结果提示，CFTR可能通过负性调控PTEN来激活卵泡发育的主要信号途径AKT/ FOXO信号通路，进而影响卵泡发育。本研究将利用CFTR敲除或突变小鼠在体模型和大鼠原代卵巢颗粒细胞体外模型，对以上假设进行研究。研究结果将丰富卵泡发育的分子机制。同时，将为治疗女性不孕不育提供分子靶点。

1.项目的背景.CF女性病人生殖能力低于正常女性，其中的致病机制尚不清晰。我们的前期研究揭示CFTR基因突变可导致小鼠卵泡发育障碍，同时在CHO细胞中发现过表达CFTR能下调卵泡发育的关键分子PTEN及增强AKT磷酸化。该结果提示，CFTR可能通过负性调控PTEN来激活卵泡发育的主要信号途径AKT/FOXO信号通路，进而影响卵泡发育。.2.主要研究内容.本研究将利用CFTR敲除或突变小鼠在体模型和大鼠原代卵巢颗粒细胞体外模型，对以上假设进行研究以探索：.1）CFTR在卵泡发育中的作用.2）PTEN在CFTR调节卵泡发育中的作用.3）CFTR调节PTEN的分子机制.3.重要结果.CFTR通过调节PTEN/Foxo-3途径进而调控卵泡发育。此调控作用与CFTR调节PTEN蛋白降解有关。.4.关键数据.1）CFTR突变小鼠中卵泡发育迟缓。与野生型小鼠相比，CFTR敲除小鼠卵巢卵泡数量明显减少，约为野生型小鼠的一半。CFTRdel508基因变异小鼠中卵泡数量约为野生型小鼠的38%。.2）CFTR负性调节PTEN/Foxo-3通路，由此调节卵泡发育。在CFTRdel508 基因变异小鼠及CFTR敲除卵巢颗粒细胞中，发现PTEN升高，p-AKT减低，p-foxo-3下降，foxo-3升高。而在PTEN敲除细胞中, CFTR敲减对PTEN, p-AKT，p-foxo-3及foxo-3的表达无明显影响。.3）CFTR增强PTEN蛋白降解速度。CO-IP实验显示CFTR与PTEN有蛋白相互作用。蛋白降解实验显示CFTR超表达加速PTEN降解，而CFTR敲减促进了PTEN蛋白的稳性。.5.科学意义.本研究丰富了卵泡发育的分子机制。同时，将为治疗女性不孕不育提供离子通道类的新型分子靶点。