Isl-1对促性腺激素细胞增殖分化及激素合成的调节功能和分子机理

申请者前期的研究结果证明：LIM同源盒基因Isl-1在胚胎及成年动物垂体促性腺激素细胞高表达，并与促性腺激素的合成和分泌功能密切相关，但对于Isl-1对垂体发育和促性腺激素合成与分泌的调节功能和相关的机理尚不清楚。本项目正是针对这一关键性科学问题，以本领域最新进展和以申请者前期的研究结果为基础，主要利用条件性和诱导性Isl-1基因敲除动物模型，研究Isl-1在促性腺激素细胞增殖、分化及激素的合成和分泌的调节功能；通过体内实验和体外实验相结合，采用细胞和分子生物学方法，重点研究Isl-1在垂体促性腺激素细胞发育过程中的功能及其细胞和分子机制。研究结果不仅具有重要的学术意义，为转录因子调节内分泌细胞的发育和功能的调控机制提供新的理论依据和实验基础，而且将为动物生殖调控技术、动物生物工程效率的提高和生殖内分泌疾病治疗与相关药物的研究等提供重要的理论和实验依据。

垂体促性腺激素细胞合成与分泌的卵泡刺激素 (FSH) 和促黄体素 (LH) 是调节动物生殖活动的关键激素。本项目利用诱导性和垂体特异性Isl1基因敲除小鼠模型深入研究Isl1在调节垂体发育和促性腺激素合成与分泌调控中的作用，取得的主要研究结果如下：.证明了Isl1在小鼠垂体发育和细胞分化过程中持续表达，与aGSU双染率达80%，在垂体中特异性敲除Isl1后，小鼠垂体FSHβ和LHβ的阳性细胞数目减少，其中FSHβ阳性细胞数目下降更明显，表明Isl1影响了垂体促性腺激素细胞的分化。.利用RT-qPCR和放射免疫方法证明垂体中Isl1敲除后FSHβ和LHβ的基因表达显著降低，血清中FSH浓度显著降低，LH浓度没有显著变化，表明Isl1能够调节垂体促性腺激素的合成与分泌。.检测了垂体Isl1特异性敲除对小鼠生殖能力的影响，配种实验结果显示雄性Isl1 CKO小鼠的生殖能力没有明显变化，而雌性Isl1 CKO小鼠的生殖能力显著降低，卵巢卵泡发育和发情周期异常，卵巢排卵数明显减少87%，这些结果说明Isl1对动物的生殖能力有明显的影响。.综上所述， Isl1调节了促性腺激素细胞的增殖分化以及促性腺激素FSH的合成与分泌，进而影响雌鼠的生殖能力。该研究结果为垂体发育和促性腺激素合成与分泌的调控机理提供了新的实验证据。