猪卵母细胞对ACTH敏感性的机理研究

Reproductive disturbance severely affect the development of pork industry. Studies indicated that stress on female animals could impair oocyte quality leading to decreased fertility. Studies on the mechanisms for the sensitivity of pig oocytes to ACTH are of great importance for our understanding of the mechanisms by which stress and ACTH damage oocyte developmental potential. However, researches reported on this issue are few. In this project, we will first establish models in which ACTH impair in vitro maturation of pig oocytes while having no effects on that of mouse oocytes. Then, expression and activity of MC2R and MRAP, which regulate the function of ACTH, in oocytes of the two species will be compared by means of RNAi and gene overexpression techniques to determine the factors that cause ACTH sensitivity difference between pig and mouse oocytes. Data obtained will provide theoretical basis for our understanding of the mechanisms by which stress and ACTH impair pig oocyte maturation, and for the development of drugs that relieve the adverse effects of stress on female fertility in pig production practice.

母猪繁殖障碍问题严重影响养猪业的健康发展。有研究表明，应激影响雌性动物卵母细胞质量，导致繁殖力下降。研究猪卵母细胞对促肾上腺皮质激素（ACTH）的敏感性，对于了解应激及ACTH损伤卵母细胞发育能力的机制具有重要意义。然而，这方面的研究还鲜有报道。本项目将首先建立一个ACTH影响猪卵母细胞体外成熟但不影响小鼠卵母细胞成熟的模型。然后，观察调控ACTH功能的ACTH受体（MC2R）和受体辅助蛋白（MRAP）在两物种卵母细胞中的表达情况，并运用RNAi和基因过表达技术调控其表达，确定导致猪和小鼠卵母细胞间ACTH敏感性差异的原因。为了解应激及ACTH损伤猪卵母细胞发育能力的机制，以及生产实践中缓解应激对母猪繁殖力不利影响的相关药物研发，提供理论依据。

有研究表明，应激影响雌性动物卵母细胞质量，导致繁殖力下降。还证明，应激激活下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，促进下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、垂体分泌促肾上腺皮质激素（ACTH）。但是，关于应激激素，特别是CRH和ACTH对卵母细胞质量是否有直接影响并不清楚。因此，本项目通过在卵母细胞体外成熟期间添加ACTH或CRH，来研究两者对卵母细胞成熟和发育能力的直接影响。研究表明，虽然猪和小鼠卵丘细胞(CCs)和卵子(DOs)中均表达ACTH受体，但ACTH对两物种卵母细胞发育能力均未产生显著影响。进一步研究发现，猪和小鼠的CCs表达类固醇性急性调节蛋白(StAR)，并且ACTH可增强其生成孕酮的能力，同时抑制CCs凋亡。猪和小鼠DOs不表达StAR,但ACTH可通过抑制成熟促进因子（MPF）减缓卵子减数分裂进程。体外添加CRH损害猪和小鼠卵母细胞发育能力，并诱导猪DOs凋亡，但对小鼠DOs没有影响。猪DOs和两种动物的CCs中均表达CRHⅠ型受体，但小鼠DOs中未见表达。体外添加CRH诱导小鼠CCs凋亡并损害卵母细胞发育能力。由于CRH结合蛋白的存在，CRH不影响猪CCs凋亡比例，并可改善CRH对卵母细胞的不利影响。综上所述，CRH通过受体影响猪和小鼠卵母细胞发育能力，但对猪和小鼠DOs和CCs的作用不尽相同。尽管ACTH激活DOs及CCs中蛋白激酶A（PKA），但是对两种动物卵母细胞没有表现出任何有害的影响。研究结果有助于我们进一步了解应激影响卵母细胞质量的机制。