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羰基还原酶(CBRs,Carbonyl Reductase)是生物体中普遍存在的一类氧化还原酶,目前已发现的人羰基还原酶基因共有4个,它们分别为CBR1、CBR2、CBR3和CBR4,是能够代谢前列腺素,类固醇、脂肪族和芳香族的醛和酮以及多环芳烃的醌类。近年来的研究证实CBR在细胞代谢过程:如类固醇代谢、药物代谢、解毒、药物抗性、变异发生、信号转导和肿瘤发生等,都发挥着重要的作用。早期孕体发育时的子宫转录表达谱说明该过程类似促炎症反应,转录因子NFκB可能涉及妊娠的建立。在发情周期和早期妊娠中,NFκB的激活作用在多个物种中均出现。人和鼠的子宫内膜NFκB激活涉及孕体的附植。猪妊娠12-15天的孕体快速生长期,子宫内膜分泌大量NFκB调节的细胞因子(IL-6和LIF)和生长因子如角质化细胞生长因子KGF。妊娠母猪在孕体延伸和附植期,特异性提高子宫腔中的白细胞介素IL-1β(IL1B)表达,从而导致激活NFκB及转录其调控的基因,此外,在空怀及早期妊娠的母猪围着床期NFκB表达量均上调。本研究以怀孕11-12天(GD11-12)二花脸母猪(ER)和长大杂母猪(LY)的子宫内膜为实验材料,利用qRT-PCR和Western blot分析了CBR1和NFκB基因在二花脸猪和长大杂猪种表达差异;克隆获得CBR1基因的5’调控区和内含子序列;构建一系列5’缺失片段双荧光素酶报告基因重组质粒,转染猪子宫内膜上皮细胞,研究其启动子活性;采用了ChIP实验手段,确定5’调控区是否存在NFκB结合位点;通过构建NFκB1和RelA(NFκB家族的两个亚基)两个基因的超表达载体,研究NFκB转录因子是否对CBR1基因表达有调控作用。研究结果将有助于进一步了解CBR1基因的分子调控机制,有助于深入了解其对母猪繁殖过程的作用机制,进而为探索ER母猪高产的分子基础提供重要依据。 主要研究结果如下: 1、从qRT-PCR结果可知,ER中CBR1基因在mRNA的表达量极显著高于LY(P<0.01),NFκB1和RelA两个基因mRNA和蛋白表达量在品种间差异都不显著。 2、克隆获得TCBR1基因+1(以网上公布的mRNA序列的第一个碱基为+1)前面2875bp的5调控区,其中-2370到-1304共1067bp的序列是网上序列的缺失序列,同时克隆获得内含子1和2,长度分别为572bp和3219bp,内含子边界符合GT…AG规则。 3、成功构建了猪CBR1基因启动子报告基因重组体,并转染子宫内膜上皮细胞,结果表明,启动区-1640/+7活性最高,同时推测在-1640/1019,-1019/-647和-334/-80三个区域都存在顺式作用元件。利用在线软件预测,发现在-1593和-869两个位点预测有NFκB结合位点。 4、ChIP实验结果表明CBR1基因-1539为阳性,-869为阴性,即-1539位点存在NFκB结合位点,-869位点不存在NFκB结合位点。 5、成功构建NFκB1和RelA两个基因的超表达载体,转染子宫内膜上皮细胞并超表达成功。与空载体相比,实验组中CBR1 mRNA表达量呈上升趋势,分别超表达NFκB1和RelA时,在浓度分别为100ng,400ng与100ng,200ng时CBR1 mRNA表达量显著上升,说明NFκB转录因子对CBR1基因的表达起调控作用,是CBR1基因的一个反式作用因子。