TTP在小鼠卵母细胞发育过程中的作用及机制研究

Oocyte development is one of the important steps in female reproduction. Gene expression controlled by RNA metabolism, including mRNA synthesis, storage and degradation, is a critical factor determining oocyte quality. However, to date, what molecules and how they modulate mRNA stability during oocyte maturation remains poorly understood. Tristetraprolin (TTP, encoded by Zfp36 gene) has been widely reported to be involved in mRNA degradation in multiple experimental systems. Our previous work has shown that, TTP knockdown in mouse oocytes by morpholino injection causes spindle defects and chromosome misalignment, with increased incidence of aneuploid eggs.We hypothesizethat, through regulating the post-transcriptional events, especially the stability of its target mRNAs, TTP affects maturation progression, meiotic activity and developmental competence in oocytes. Here, we propose to explore the target mRNAs of TTP and the underlying molecular events during oocyte development using Microarray screening and conditional knockout mouse model. The results of our study will provide new idea/pathway for improving oocyte quality and female fertility.

卵母细胞发育是雌性生殖过程的最重要环节之一。以RNA 代谢为主体的基因表达，特别是mRNA 的合成、储存和降解，是决定卵母细胞质量的关键因素。但是，人们对于卵母细胞成熟过程中调控mRNA稳定性的关键分子及其作用知之甚少。TTP (Tristetraprolin)又称锌指蛋白36 ，被广泛报道在多种研究体系中参与了mRNA降解。我们的前期工作发现，体外敲减TTP导致小鼠卵母细胞纺锤体组装缺陷和染色体排列异常，卵子非整倍率升高以及受精之后发育至囊胚的能力下降。我们推测TTP通过转录后调控，特别是下游mRNA靶标的稳定性，最终影响卵母细胞成熟进程、减数分裂活动及发育潜能等事件。本项目拟应用Microarray筛选等手段及条件性敲除TTP小鼠模型，深入挖掘卵母细胞中TTP的mRNA靶标，剖析其介导的生物学事件并阐明相关的分子机制，为了解卵母细胞发育调控网络和改善卵子质量提供新的思路和途径。

女性不孕不育已成为备受世界关注的重大健康问题。卵母细胞发育成熟过程复杂，我们推测，卵母细胞成熟过程中某些基因或蛋白的改变，影响了卵子成熟和质量，进而导致胚胎质量低下和女性不育。在本项目的支持下，本项目执行期间，我们依据项目计划任务书对TTP在小鼠卵母细胞成熟过程中的作用进行了研究。首先我们继续前期工作，通过细胞生物学和生物化学手段，检测了TTP蛋白在卵母细胞体外成熟过程中的作用，发现TTP影响了小鼠卵母细胞体外成熟中细胞骨架的组织和装配。体外实验非常符合项目计划书中的设想，于是我们又引进了TTP-floxed小鼠并制作了卵母细胞特异敲除TTP的小鼠模型，进行深入的功能和机制研究。但是体内实验发现卵母细胞特异敲除TTP的小鼠与野生型小鼠生育力没有显著差异。我们进而构建TTPf/f Vasa Cre+小鼠来进一步确定TTP在小鼠卵母细胞体内早期发育过程中的作用。同时我们对TTP的下游底物Sirt3在糖尿病小鼠卵母细胞中作用进行了初步研究。我们的发现不仅揭示了初步研究在TTP在正常卵母细胞成熟过程中的全新作用，而且阐明了糖尿病小鼠卵母细胞质量受损的潜在机制，对于卵子发育机制研究、预防生殖问题和出生缺陷具有重要意义。.