KIF2A调节小鼠卵母细胞减数分裂的研究

KIF2A, a member of kinesin family, acts as an essential protein in the regulation of spindle assembly and chromosome movement in mitosis. KIF2A is localized to the spindle poles in mitosis, but its role in meiosis is still unclear. We investigated how KIF2A regulates meiosis in mouse oocyte. Our results showed that KIF2A was expressed at GV, GVBD, MI, ATI and MII stages. And KIF2A was co-localized with α-tubulin. Depletion of KIF2A caused abnormal spindle assembly and migration, chromosome misalignment, cell cycle arrested and disruption of TACC3 and SKA1. Collectively, KIF2A is a key protein in regulating mouse oocyte meiosis. In this project, KIF2A over-expression and KIF2AF/FGDF9-Cre knockout mouse oocyte model will be established to study the underlying mechanism that how KIF2A regulates mouse oocyte meiosis, providing some theoretical basis to the therapy in infertility and adverse pregnancy outcomes caused by decreased oocyte quality.

KIF2A是有丝分裂中重要纺锤体组装与染色体运动的组织蛋白，主要位于纺锤体两极，但KIF2A调控减数分裂的机制仍未阐明。我们以小鼠卵母细胞为模型，研究了KIF2A调节减数分裂的机制，前期结果表明：在GV、GVBD、MI、ATI和MII期，KIF2A均有表达，并与微管共定位；降调KIF2A，引起纺锤体组装与迁移的异常、染色体排列的紊乱以及细胞周期进程的阻滞，同时还会引起TACC3和SKA1的异常；因此推测，KIF2A是调控减数分裂的关键蛋白。本项目将利用体外KIF2A-mRNA过表达、卵母细胞KIF2A特异性基因敲除KIF2AF/FGDF9-Cre模型小鼠，探讨KIF2A精准调节卵母细胞减数分裂有序发生的分子机制。为卵子发生异常而导致的不孕或不良妊娠结局等相关疾病的诊治提供理论依据。

KIF2A是kinesin-13家族的一个成员。在有丝分裂过程中，已有研究报道KIF2A在纺锤体组装中发挥着重要作用。然而KIF2A在减数分裂过程中是否发挥作用，又发挥着何种作用仍处于一个未知领域。在本研究中，我们探究了在小鼠卵母细胞减数分裂过程中KIF2A的表达、定位以及功能。结果发现KIF2A恒定表达于小鼠卵母细胞减数分裂过程中的几个关键时期。免疫荧光染色实验表明KIF2A在生发泡期主要分布于生发泡上。在卵母细胞减数分裂启动后，随着纺锤体的组装，KIF2A逐渐聚集到整个纺锤体上。紫杉醇和诺考达唑的干扰处理进一步表明了KIF2A与α-tubulin是处于一个共定位的关系。我们通过注射特异性siRNA来下调KIF2A的表达量来研究KIF2A的作用。结果发现KIF2A的下调引起了异常的纺锤体组装与迁移、染色体排列的紊乱以及异常的不对称分裂。同时SKA1的表达水平也下降了，TACC3的正常定位也被严重扰乱了。而且KIF2A的下调还干扰了正常微丝帽的形成，激活了纺锤体组装检验点蛋白BubR1将卵母细胞阻滞在第一次件数分裂中期，降低了第一极体的排放率。因此我们的研究结果证明了在小鼠卵母细胞中KIF2A调控了纺锤体的组装、不对称分裂的进行以及中后期的转换。