IUGR对蒙古绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式的影响及其分子机理研究

Intrauterine growth restriction induced by maternal undernutrition is a relatively common condition, which influences cell proliferation developmental pattern controled by the cell cycle and apoptosis severely, and results in compromise or disfigurement of growth and development of ovine fetal liver. However, the mechanisms remain unclear. Therefore, this study intends to analyze the effects of IUGR on growth and development, hepatic function, and cell proliferation developmental pattern of Mongolian ovine fetal liver, measure the concentrations of extracellular growth factors, the gene expressions and epigenetic modifications of their receptors in IUGR ovine fetal liver, determine the main cell signaling pathways regulating cell proliferation and apoptosis in IUGR fetal liver and their relationships, investigate the regulating mechanisms of the main cell signaling pathways in IUGR fetal liver to cell proliferation and apoptosis, aims to reveal the trinity molecular signal network of extracellular growth factors and their receptors - Intracellular growth regulating signaling pathways - cell proliferation and apoptosis, and clarify molecular mechanisms underlying the programming modifications of hepatic cell proliferation developmental pattern and functions in ovine fetus caused by IUGR, supply references for scientific feeding and management during the winter-spring grazing season of north China as well as the researches correlated in medical science.

妊娠期母体营养缺乏引发的胎儿宫内生长受限（IUGR）是一种普遍现象，它严重影响细胞周期和凋亡调控的绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式而导致其生长减缓、发育缺陷，但其机理仍不很清楚。因此，本项目拟通过分析IUGR对蒙古绵羊胎儿肝脏生长发育、肝功能和肝脏细胞增殖生长发育模式影响的一般规律，测定IUGR胎儿肝脏细胞外生长因子及其受体表达和表观遗传变化，明确IUGR调控绵羊胎儿肝脏细胞增殖和凋亡的主效信号通路及其相互关系，研究IUGR绵羊胎儿肝脏细胞内主效信号通路对其细胞周期和凋亡的调控机理，从器官、细胞和分子的不同层次系统揭示IUGR绵羊胎儿肝脏细胞外生长因子及其受体-细胞内生长调控信号通路-细胞增殖与凋亡三位一体的分子调控信号网络，阐明IUGR导致绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式及肝功能程序性改变的分子机理，为建立北方草原地区冬春季节合理科学的饲养管理制度以及医学该领域的研究提供一定的参考依据。

妊娠期母体营养缺乏引发的胎儿宫内生长受限严重影响细胞周期和凋亡调控的绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式而导致其生长减缓、发育缺陷，但机理仍不清楚。因此，本项目开展了IUGR对蒙古绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式的影响及其分子机理研究。结果表明：RG1组(p<0.01)、RG2(p<0.05)胎儿肝脏重显著降低，而RG1(p<0.01)、RG2(p<0.05)组胎儿肝脏胶原纤维数和RG1组网状纤维数(p<0.05)显著增加；妊娠后期限饲母羊降低了RG1和RG2组胎儿CHE浓度（p<0.01），而MAO浓度显著升高（p<0.01）；RG2、RG1组胎儿肝脏细胞增殖能力降低，其中RG1组胎儿肝脏中G0/G1期细胞百分比升高（p<0.05）而且RG1（p<0.01）、RG2（p<0.05）组胎儿肝脏细胞凋亡增加。进一步对生长因子研究发现：RG2、RG1组胎儿血中GH浓度（p<0.01）、肝中IGF-1R和IGF-2R基因表达均高于CG组，而肝中GHR基因、IGF-2R蛋白表达低于CG组（p<0.01）; 对于RG1组，胎儿血中IGF-2浓度（p<0.01）、肝脏中HGFR受体基因和蛋白（p<0.05）均低于CG组。转录组结果表明：生长因子介导各组胎儿肝脏组织细胞周期和凋亡改变的细胞内信号通路主要富集在Pathways in cancer、Hippo Sigaling pathway、PI3K-Akt Sigaling pathway、FoxO Sigaling pathway。对细胞周期和凋亡调控因子研究发现：RG2、RG1组胎儿肝脏中P21和CDK4（p<0.01）、Bcl-2（p<0.05）基因和蛋白、E2F1（p<0.01）和FasL（p<0.05）基因、CDK1和CDK2（p<0.01）、Fas蛋白（p<0.05）表达降低，而Bax基因和蛋白（p<0.05）、Cyclin D（p<0.01）、 Fas（p<0.05）和P53（p<0.05）基因表达升高；而且，RG1组胎儿肝脏中E2F2蛋白降低，而E2F5和FasL蛋白、Caspase-3、8、9活化程度升高（p<0.05）。这些结果一定程度揭示了IUGR 导致绵羊胎儿肝脏细胞增殖生长发育模式程序性改变的分子机理，为建立北方草原地区冬春季节合理科学的饲养管理制度以及医学该领域的研究提供一定的参考依据。