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山羊Lin28B基因在能量调控GnRH表达中的作用

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GnRH脉冲分泌增加是动物初情期启动的核心，受遗传和营养等多因素调控。Lin28B参与哺乳动物初情期起始，该基因也调控葡萄糖代谢，但具体机制尚不明晰。我们前期发现济宁青山羊初情期下丘脑中Lin28B表达量显著低于幼年期，而GnRH1 mRNA表达量和血清GnRH浓度极显著高于幼年期，GnRH神经元模型GT1-7细胞中过表达Lin28B引起与葡萄糖代谢相关信号通路变化。本研究将Lin28B在GnRH分泌调控和葡萄糖代谢中的作用关联，分析Lin28B是否通过能量代谢影响GnRH表达。以GT1-7细胞为试验材料，高、低葡萄糖浓度培养GT1-7细胞，分析GnRH1、Lin28B及其他生殖发育相关基因表达变化，转录组测序筛选关键差异表达基因；在GT1-7细胞中改变Lin28B表达和（/或）阻断mTOR信号，分析细胞糖酵解、Lin28B-let-7、KiSS1-KiSS1R和PI3K/mTOR信号通路中关键基因表达变化。综合分析Lin28B在能量代谢调控GnRH表达中的作用及可能信号通路。结果如下： 1. 葡萄糖含量影响GT1-7细胞生长和GnRH产生。当葡萄糖浓度过高（7.5 g/L）或过低（1.5 g/L）时，GT1-7细胞生长和GnRH分泌均受到抑制。葡萄糖含量对GnRH表达的调控可能是通过KiSS1/GPR54、Ca2+、MAPK和PI3K-mTOR等信号通路的共同作用。上述通路中的关键基因CAMK2B、MAPK1、C-FOS和ATF6B等可能具有重要的调控作用。葡萄糖浓度过高或过低均会抑制Lin28B的表达。 2. Lin28B可能负调控GnRH1的表达，但二者不是简单的直接调控。Lin28B表达升高时，KiSS1、GPR54表达水平上升；Lin28B表达下降引起KiSS1、GPR54表达下降。Lin28B过表达时，引起包括let-7e、let-7d、let-7c-1、let-7i、let-7a-1和let-7f-1等let-7 miRNA家族成员在内的61个miRNA表达量显著下降，16个miRNA表达显著升高；这些差异表达miRNA的靶基因主要富集在Ras、Bladder cancer、MAPK和PI3K-mTOR等信号通路。选择let-7 miRNA靶基因MAP2K4、MAPK9、KCNJ3、MAP4K3、PIK3R1和CCND2等进行验证，它们的表达量发生了相应的改变。因此， Lin28B对GnRH表达的影响可能通过KiSS1/GPR54、let-7 miRNA家族、MAPK和PI3K-mTOR等信号通路的共同作用。 3. 雷帕霉素阻断GT1-7细胞中mTOR信号，GnRH1表达极显著下降；同时过表达Lin28B时，会部分挽救GnRH1的表达下降。此时，PI3K-mTOR信号通路mTOR、S6K、LEPR和INSR等关键基因的表达也会受到雷帕霉素和/（或）Lin28B过表达的影响。因此，Lin28B可能通过PI3K-mTOR信号通路影响葡萄糖代谢进而影响GnRH表达。 综上，Lin28B可能通过let-7、KiSS1/GPR54、葡萄糖代谢相关信号通路调节GnRH表达。研究结果为后续研究能量平衡在山羊初情期启动中的作用奠定基础。

解玉静

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山羊 初情期启动 Lin28B基因 GnRH基因 基因表达 能量代谢 信号通路

硕士

动物学

曹贵玲

2023

聊城大学

中文

S8