水牛早期胚胎发育蛋白质糖基化机理的研究

蛋白质糖基化修饰对早期胚胎发育过程中的胚胎致密化、胚胎形态学改变、胚胎发育起着重要作用。本项目将以水牛胚胎为研究对象，利用细胞生物学和分子生物学研究手段，系统研究糖基化调控基因（OGT/OGA）和O-糖基化蛋白在水牛早期胚胎发育过程中的表达情况，同时通过探讨糖基化抑制剂或糖基化底物对胚胎糖基化水平与胚胎发育潜能的影响， 旨在揭示蛋白质糖基化修饰在水牛早期胚胎发育中的作用，进而弄清水牛早期胚胎发育过程蛋白质糖基化的机理，从基因表达调控的角度摸索胚胎体外培养的适宜培养系统，为提高水牛胚胎体外培养质量提供理论依据，进而优化胚胎培养系统，从而提高水牛胚胎体外发育的效率和质量。

本项目围绕水牛胚胎体外培养的相关技术环节，对水牛卵母细胞体外成熟，早期胚胎发育过程中糖基化调控基因和O-糖基化蛋白的表达情况，以及糖基化抑制剂或糖基化底物对胚胎糖基化水平与胚胎发育潜能的影响进行了系统研究。初步弄清了水牛卵母细胞成熟过程中颗粒细胞凋亡情况与成熟率之间的关系，发现血管内皮生长因子（VEGF）可降低水牛卵母细胞在体外成熟过程中的凋亡率、提高成熟率；克隆得到了水牛早期胚胎HSP信号通路基因GFPT，蛋白质糖基化（O-glycosylation）OGT、OGA相关基因，建立了水牛胚胎蛋白质糖基化调控相关基因表达定量检测和O-糖基化蛋白水平差异的分析方法；初步揭示了水牛早期胚胎发育蛋白质糖基化修饰的机理及其与早期胚胎发育潜能的关系，发现在培养液中添加OGT抑制剂（BADGP），降低了胚胎O-GlcNAc糖基化蛋白水平的表达，不利于水牛早期胚胎发育；而添加适当浓度的糖基化底物（2 mmol/L GlcN或10ug/mL海藻糖或40ug/mL半乳糖胺或10ug/mL乙酰神经氨酸），提高了胚胎O-GlcNAc糖基化蛋白的表达水平，促进胚胎的发育和提高胚胎的抗冻性，优化了水牛早期胚胎体外培养体系，并用于转基因水牛胚胎的培养，获得了世界首批转基因水牛（6头）。发表论文8篇，培养博士1名、硕士2名，本科生1名。