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半胱亚磺酸脱羧酶(CSD)在成年小鼠生殖系统的表达以及雌二醇和孕酮对CSD在子宫中表达的调控

李建华  
【摘要】:牛磺酸是哺乳动物生殖系统中含量最丰富的游离氨基酸之一,在生殖系统中起着重要的作用,但是生殖系统能否合成牛磺酸并没有详尽的报道。半胱亚磺酸脱羧酶(CSD)是牛磺酸生物合成途径的关键酶,本研究以成年小鼠为实验动物,主要用RT-PCR,Western blot和免疫组织化学的方法系统研究了CSD在雌性和雄性生殖系统中CSD的表达以及免疫组织化学定位,CSD在小鼠胚胎围着床期的变化规律,以及雌二醇和孕酮对小鼠子宫中CSD表达的调控。主要研究内容和结果包括以下四方面: 一、首次证明雌性小鼠生殖系统中牛磺酸合成酶CSD在mRNA和蛋白水平的表达,表明子宫、输卵管和卵巢能通过CSD通路合成和分泌牛磺酸。免疫组织化学研究结果表明,在发情周期中,CSD分布在子宫和输卵管所有上皮细胞和少数基质细胞。但是发情前期和发情期CSD在血管内皮细胞和平滑肌细胞的免疫反应比后期和间期强。CSD存在于卵巢颗粒细胞层和初级卵泡到排卵前卵泡的卵母细胞中,透明带和卵泡腔不表达CSD,排卵后的黄体细胞也表达较强的CSD。CSD的免疫反应随着卵泡闭锁和黄体退化在卵泡和黄体中而逐渐降低。 二、发现CSD在小鼠胚胎围着床期子宫中呈动态分布,D1和D2和正常发情周期子宫的表达模式相同,只分布在上皮细胞和少数基质细胞中。从D3开始,基质细胞也表达较强的CSD,持续到D6;从D7开始变弱,逐渐消失。CSD在D6着床点之间的部位和D18与输卵管相连的子宫部上皮细胞表现CSD阳性,少数基质细胞表达CSD,与未孕小鼠子宫CSD表达模式相似。D4上午注射牛磺酸转运抑制剂β-丙氨酸降低了D9胚胎着床数和子宫内膜的厚度,表明牛磺酸在胚胎着床中起到一定的作用。CSD在小鼠子宫中的时空变化模式表明牛磺酸在胚胎发育和着床期子宫容受性中起调节作用。 三、用卵巢摘除小鼠模型,研究了雌二醇(E_2)和孕酮(P_4)对子宫中CSD表达的调控。半定量RT-PCR,Western blot和免疫组织化学检测结果都表明,卵巢摘除显著降低了子宫CSD mRNA和蛋白表达的水平,各激素处理组都恢复了CSD的表达水平,单独处理组中,E_2的作用最强;单独注射P_4以及P_4和E_2共同注射都促进了基质细胞中CSD的表达。在模拟着床的激素处理实验中,连续注射3天P_4,第四天只注射P_4的对照组((P_4)_3+P4)中,子宫腔的形态没有达到胚胎着床的容受状态;而连续注射3天P_4,第四天同时注射E_2和P_4的实验组((P_4)_3+P_4+E_2)中,腺上皮和腔上皮有较强的CSD表达,子宫腔的形态以及CSD的表达都接近正常怀孕的子宫状态。对照组和实验组都促进了基质细胞中CSD的表达。CSD与ERα免疫组织化学双标记表明,CSD和ERα主要共同存在于子宫腺和腔上皮细胞中。这些结果说明雌激素可能通过其受体直接或间接参与调节子宫上皮和基质细胞中CSD的分化表达以及CSD的水平,从而调节牛磺酸含量的变化。 四、研究了CSD在雄性小鼠生殖系统中的表达与分布,首次表明睾丸、附睾和输精管表达CSD mRNA和蛋白,表达水平从睾丸到附睾升高,输精管中最高。CSD主要分布在睾丸的Leydig细胞和输出管、附睾以及输精管的上皮细胞和一些基质细胞中。从附睾头到附睾尾和输精管周围的一些平滑肌细胞和基质细胞表达CSD。曲细精管内的Sertoli细胞和各级生精细胞以及附睾和输精管中的精子不表达CSD。这些结果表明雄性生殖器官可以通过CSD合成通路合成牛磺酸。


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