胰岛素在小鼠早期胚胎发育中作用的研究

最近我们证明了小鼠受精卵中能表达胰岛素。为深入研究其作用及机制，我们拟从两方面入手。一是磷酸二酯酶和丙酮酸脱氢酶在受精卵中是否表达，活性状态及与胰岛素和受精卵发育间的关系，以此证明胰岛素可促进葡萄糖的氧化，并直接为受精卵发育提供能量。另一方面，有研究表明细胞外胰岛素的作用是通过PI3K/PKB/mTOR通路发挥作用，我们前期工作已证明受精卵中有PI3K（p110α），Akt，mTOR及S6K1的表达，在此基础上深入探讨mTOR的两个复合物（mTORC1和mTORC2），p110β和S6K2的存在状态，活性和对受精卵发育的影响及与胰岛素间的关系，并用胰岛素过表达和基因沉默的方法证明胰岛素在受精卵内可借助PI3K/PKB/mTOR/S6K信号通路中某些信号分子促进受精卵的早期发育。上述问题的解决能初步揭示胰岛素在受精卵中存在的生物学意义及作用机制，对生殖避孕等方面的研究也有潜在的理论价值。

通过PKA和PKB若干上下游激酶探讨了受精卵中胰岛素可能涉及的信号通路对其发育的调节机制。已经证实，在小鼠受精卵早期发育过程中，PKA通过磷酸化CDC25B的149、229、321位丝氨酸改变其定位以及活性从而间接调节MPF的活性；321位丝氨酸被磷酸化的Cdc25B通过与14-3-3衔接蛋白结合从而定位于胞浆中并且掩盖其催化活性域，Cdc25B磷酸酶的正向作用被阻碍，进而抑制受精卵的发育；Wee1B作为一种抑制性蛋白激酶也受到PKA的调控，其15位丝氨酸是PKA的潜在作用靶位点；mTOR-rictor通过磷酸化PKB的473位丝氨酸使其激活，活化的PKB促进受精卵的卵裂；PIPP磷酸化并抑制PKB的活性。