GDF9调控牛睾丸支持细胞增殖与功能的作用及机制

Sertoli cell is an important part of the male reproductive system. Revealing the regulatory mechanism of cells proliferation and function is the keypoint of spermatogenesis. TGF -β super family plays an important role in maintaining the development and function of testicular. Growth differentiation factor 9 (GDF9) is a member of TGF -β super family. Preview research found that there was a significant correlation between the gene polymorphism of GDF9 and quality of bovine semen. And the GDF9 and its receptors were tested in the calf Sertoli cell. But the function of GDF9 on Sertoli cell and its regulatory mechanism is still unclear. The program is about to figure out the rule of spatio-temporal expression of GDF9 on during the development of sertoli cells using multiple immunofluorescence methods. Then investigate the effects of expression change of sertoli cells on proliferation, tight junction, and secreting inhibin B and ABP of sertoli cells. Finally, analysis the effects of Smad and PI3K/Akt signaling pathways on bovine sertoli cell proliferation. In order to resolve the effect of GDF9 on proliferation and function of bovine sertoli cells and its mechanism, for providing new ideas and experimental basis to the research of spermatogenesis and malfunction of male reproductive.

支持细胞（Sertoli cell）是雄性生殖系统的重要组成部分，揭示支持细胞增殖和功能的调控机制是研究精子发生的核心。TGF-β超家族在睾丸发育及功能维持等方面起关键作用，生长分化因子9（GDF9）属于TGF-β超家族成员。前期工作中，我们发现GDF9基因多态性与牛精液品质性状显著相关，且在犊牛睾丸支持细胞中检测到GDF9及其受体表达，但GDF9对牛支持细胞的具体作用及机制有待阐明。本项目拟采用多重免疫荧光等技术，首先明确GDF9及其受体在牛睾丸发育过程中的时空表达规律；然后通过基因过表达和RNAi技术探讨GDF9表达变化对牛睾丸支持细胞增殖、紧密连接及分泌抑制素B和雄激素结合蛋白的影响，并探讨Smad与PI3K/Akt信号通路在GDF9调节牛睾丸支持细胞增殖中的作用。旨在解析GDF9调节支持细胞增殖、功能的作用及机制，为研究精子发生和雄性繁殖障碍提供新思路和实验依据。

支持细胞是雄性生殖系统的重要组成部分，揭示支持细胞增殖和功能的调控机制是研究精子发生的核心。TGF-β超家族在睾丸发育及功能维持等方面起关键作用，生长分化因子9（GDF9）属于TGF-β超家族成员。本研究在不同阶段牛睾丸支持细胞中均检测到GDF9及其受体BMPRII和ALK5的表达，外源GDF9处理显著上调Cyclin E和bcl-2基因的表达，促进牛睾丸支持细胞增殖和抑制睾丸支持细胞凋亡；同时，研究发现外源GDF9通过紧密下调紧密连接蛋白claudin-11的表达和分布下调TEER值，导致支持细胞紧密连接能力减弱，并促进雄激素结合蛋白的分泌；此外，研究发现外源GDF9处理显著上调Smad3的磷酸化水平，而对Akt蛋白表达及磷酸化水平影响不显著，Smad抑制剂处理后显著抑制了GDF9对牛睾丸支持细胞增殖的促进作用。综上所述，GDF9通过Smad 信号通路参与牛睾丸支持细胞的增殖、紧密连接及分泌功能的调控。此研完善了GDF9对生殖调节作用及机制，将为研究精子发生和雄性繁殖障碍提供新思路和实验依据。