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G蛋白偶联受体12(G protein-coupled receptor12,Gpr12)是G蛋白偶联受体超家族成员之一。近年来研究表明,Gpr12在小鼠和人的卵巢中通过调节cAMP含量而维持卵母细胞减数分裂的阻滞作用,但Gpr12在猪组织中的表达规律及在卵泡颗粒细胞中的作用目前尚未见报道。因此,深入研究猪Gpr12信号通路在卵泡颗粒细胞中的作用及其调控机制,可以为哺乳动物繁殖性状的选育提供可能的理论基础,在提高家畜繁殖性能方面具有重要意义。
本文以三元商品猪为研究对象,采用电子克隆与RT-PCR技术,获得了含有完整阅读框的猪Gpr12基因的部分cDNA序列,并利用生物信息学方法对其结构及功能进行了系统的研究;利用实时荧光定量PCR(real-time PCR)技术对Gpr12在大中小卵泡中的表达规律进行了分析;成功构建了Gpr12真核表达载体及与GFP融合表达载体,采用real-time PCR技术检测了超表达Gpr12后对猪卵泡颗粒细胞生长及分化的影响,主要研究结果如下:
1.克隆了含有完整阅读框的猪Gpr12的cDNA序列,提交GenBank,登录号为HM77711。生物信息学预测表明:猪Gpr12基因的开放阅读框由1005个核苷酸组成,编码334个氨基酸,分子量为36.7 kDa,位于第11号染色体,与犬、人、黑猩猩、小鼠、牛和大鼠的氨基酸相似性分别为96.41%,95.81%,95.81%,93.71%,92.81%和92.22%。它具有典型的七次跨膜结构域,存在多个潜在的磷酸化和糖基化修饰位点,表明它是一个功能活跃的跨膜蛋白,可能参与信号传导、细胞生长调控等过程。
2.用real-time PCR的方法检测猪Gpr12基因的组织分布及在大中小卵泡的表达模式,结果表明:猪Gpr12基因在大脑、小脑、下丘脑、垂体、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肌肉、脂肪、胸腺、卵巢、输卵管、子宫、睾丸、卵母细胞和颗粒细胞中均有表达,其中在脑、垂体、肝脏和卵母细胞中表达量较高,推测其在猪的神经系统及生殖系统发育和功能维持方面具有重要作用,可能参与猪的脂肪代谢。
3.为了研究Gpr12信号通路在猪卵泡颗粒细胞中的作用,本研究从猪卵巢卵泡(3-5 mm)内分离颗粒细胞(pGCs)进行体外培养,对颗粒细胞中Gpr12基因进行了超表达研究,结果表明:超表达Gpr12能显著抑制颗粒细胞的增殖,同时降低细胞周期标志蛋白Cyclin B1和CDK1的mRNA表达,显著抑制Bcl-2的表达,促进Bax的表达。由此可见,Gpr12信号通路在调控猪卵泡颗粒细胞生长和凋亡过程中具有重要的作用,为进一步探索Gpr12受体在调节卵泡颗粒细胞生长及凋亡过程的中作用机制奠定了一定的基础。