Fstl1在卵巢卵泡发育过程中的分子作用机制

Members of TGF- β superfamily are indicated to play important role in ovary development, including primordial follicle recruitment, follicle growth, ovulation and luteinization. Abnormalities associated with BMP/TGF-β signaling could result in female infertility. Fstl1, an inducible extracellular glycoprotein by TGF-β1, can regulate organ development in mouse through modulating BMP/TGF-β/Smad signaling. Previous study using ovary from E18.5 Fstl1-/- mice for the renal capsule transplantation revealed that Fstl1 deficiency resulted in abnormal follicle development, suggesting the role of Fstl1 in follicle development. Further study showed that expression of Fstl1 can be induced by TGF-β1 in granulosa cells, which means Fstl1 may regulate growth and differentiation of granulosa cells. By generation of granulosa cells-specific and oocyte-specific Fstl1 conditional knock out mice, we will use mouse genetic model and in vitro cell and ovary organ culture model to uncover the cellular mechanisms of Fstl1 in the ovarian follicle development. Our study will extend the knowledge of follicle development, and facilitate the pathological study of related ovarian disease.

TGF-β超家族成员在卵巢发育过程中起重要作用，参与原始卵泡募集、卵泡生长、排卵及黄体化等过程。BMP/TGF-β信号通路异常可导致雌性不育。Fstl1基因编码一种可以被TGF-β1诱导产生的分泌型胞外糖蛋白，通过调控BMP/TGF-β/Smad信号通路参与调控多种器官的发育过程。我们的前期实验利用E18.5天的Fstl1全敲小鼠的卵巢进行肾包囊移植实验，结果显示Fstl1缺失导致卵泡无法正常发育，表明Fstl1在卵泡发育过程中起重要作用；Fstl1在颗粒细胞中也能够被TGF-β1诱导表达，可能参与颗粒细胞的生长分化。本项目通过构建卵巢颗粒细胞和卵母细胞特异性Fstl1条件性敲除小鼠，利用小鼠遗传模型和体外细胞、卵巢组织培养模型，研究Fstl1基因在卵巢发育中的功能及作用分子机制。本项目的研究将深化我们对卵巢发育的细胞分子机制的认知，还可为卵巢相关疾病的病理机制研究提供新线索。

卵巢卵泡发生是一个高度组织的发育过程，卵泡发育的任何一个过程或环节发生紊乱，都会干扰生殖过程，进而影响生育。该项目的主要目的是研究分泌型蛋白Fstl1调控卵泡发生的作用机制。利用Fstl1敲除小鼠、组织特异性基因敲除小鼠遗传模型和体外组织、细胞培养模型，同时结合线粒体功能解析等，我们发现颗粒细胞或卵母细胞中缺失Fstl1对卵巢卵泡发生的影响并不大，这可能与Fstl1是分泌型蛋白有关。因此，后续实验将在颗粒细胞、卵母细胞中同时敲除Fstl1的小鼠中进行分析。血液系统的发育对卵巢卵泡的发生至关重要，作为分泌型蛋白，我们同时探索了Fstl1在红细胞生成中的作用和调控机制（Wu et al., 2015, BBRC），为Fstl1调控卵巢卵泡发生提供了新的思路。另外，在进行颗粒细胞线粒体功能的解析过程中，我们发现了在卵巢储备中起关键作用的新基因—HBP1，并阐明了HBP1通过调控线粒体功能，从而有助于卵泡存活并增加卵巢储备的作用机制（Dong et al., 2016, Cell Death Differ），这一工作为提高人类生育能力提供了全新的靶点—调控线粒体功能的负调控因子。