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成年绵羊不同组织中GPR 30mRNA表达特性研究

2015-12-31路佩瑶曹宁贤王福传宋献艺闫益波赵英虎张玉换山西省农业科学院饲料兽药研究所太原000山西省畜禽繁育工作站山西省农业科学院畜牧兽医研究所太原000中北大学化工与环境学院

中国草食动物科学 2015年4期
关键词:附睾下丘脑绵羊

路佩瑶,曹宁贤,王福传,宋献艺,闫益波,高 莉,赵英虎,张 凯,张玉换(.山西省农业科学院饲料兽药研究所,太原 000;.山西省畜禽繁育工作站;.山西省农业科学院畜牧兽医研究所,太原 000;.中北大学化工与环境学院)

成年绵羊不同组织中GPR 30mRNA表达特性研究

路佩瑶1,曹宁贤2,王福传1,宋献艺1,闫益波3,高 莉4,赵英虎4,张 凯1,张玉换3
(1.山西省农业科学院饲料兽药研究所,太原 030031;2.山西省畜禽繁育工作站;3.山西省农业科学院畜牧兽医研究所,太原 030032;4.中北大学化工与环境学院)

文章旨在研究成年绵羊不同组织中GPR 30mRNA的表达特性。采用qRT-PCR法对成年杂交绵羊不同组织中GPR 30mRNA的表达进行相对定量分析。结果表明:GPR 30mRNA在心脏等其他组织中有少量的表达,在卵巢、附睾尾及下丘脑中显著表达(P<0.05)。说明GPR 30mRNA在成年绵羊的不同组织中均有不同程度的表达,并在繁殖器官的生长、发育过程中起着重要的作用。

绵羊;GPR 30;卵巢;睾丸;下丘脑

G蛋白偶联受体30(G protein-coupled receptor30)是跨膜的雌激素受体,主要与雌激素结合,发挥重要作用[1-3]。研究表明,GPR 30对于睾丸细胞的增殖及发育具有重要作用[4]。GPR 30作为一种膜受体参与对生殖功能的调节已得到验证[5-9]。2011年,Franco等[10]和Rago等[11]通过免疫组化技术,将GPR 30定位在人类睾丸间质细胞和生精细胞中。2012年,Chevalier等利用过表达技术进一步研究发现,GPR 30在正常人类睾丸支持细胞、精原细胞和精母细胞中表达[12]。体外培养人类精母细胞,Alves等在mRNA水平已经证实GPR 30的存在[13-15]。GPR 30广泛存在于生殖系统的多种组织中,参与了雌激素对仓鼠卵泡发育[16],斑马鱼卵母细胞成熟[17],以及小鼠子宫生长的作用[18]。目前,已有对啮齿动物脑内GPR 30分布的研究报道,证实GPR 30在下丘脑中表达[19]。然而目前国内外对于GPR 30的研究主要集中在小鼠、大鼠及人的卵巢、下丘脑和睾丸细胞上,对于绵羊等经济动物的研究未有报道。尤其杂交绵羊不同组织中GPR 30 mRNA的表达特性研究也未见研究。因此,本研究以成年无角陶赛特羊()×蒙古羊(♀)杂交羊为研究对象,在mRNA水平上研究GPR 30基因的表达特性,为以后的科研工作者和动物生产提供理论基础。同时为进一步了解GPR 30的重要作用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及组织

1.2 主要试剂

TrizolReagent(宝生物工程大连有限公司),SYBR誖Premix Ex TaqTMⅡ(宝生物工程大连有限公司),Prime-ScriptTMRTReagent Kit(宝生物工程大连有限公司),pEASY誖-T3 cloning Kit(北京全式金生物技术有限公司),感受态细胞(北京全式金生物技术有限公司),GC-rich PCRMasterMix(北京康为世纪生物有限公司)。其他常用试剂为国产分析纯。

1.3 方法

1.3.1 总RNA提取及cDNA合成 取出-80℃保存的成年杂交羊不同组织,按照Trlzol操作说明提取总RNA,核酸蛋白测定仪ND-1000(美国Nano-Drop Technologies)测定总RNA浓度和纯度,RNA浓度调至1μg/L左右,-80℃保存。根据PrimeScript誖RTReagentkit试剂盒操作说明,反转录。10μL反转录体系为:5×Prime Script誖Buffer(for Real Time)2μL,Total RNA 1μL,RNase Free ddH2O 7.0μL;37℃15min,85℃5s。反转录产物-20℃保存。1.3.2引物设计与合成 根据GenBank上的人GPR 30 mRNA序列(登录号:CR541741.1)和绵羊18S rRNA(登录号:AY753190.1),利用Primer Premier5.0软件分别设计特异性引物各1对,由北京华大中生基因有限公司合成,引物序列如表1。

表1 GPR 30及18S引物序列

1.3.3 RT-PCR 15μLPCR反应体系:正反向引物(10 μmol/L)各0.6μL,cDNA模板0.8μL,ddH2O 5.5μL,2× EsTaqMasterMix(含染料)7.5μL。反应条件:94℃3min;94℃30 s,60℃30 s,72℃30 s,35个循环;72℃5min,产物经3.0%琼脂糖凝胶电泳检测。

1.3.4 测序测定 按照pEASY誖-T3 cloning Kit说明,将回收出的 DNA片段连接至 T3-Cloing-Vector,PCR仪25℃恒温10min,使回收产物与T3载体充分连接。连接产物导入感受态细胞,涂布到LB固体培养基(含AMP),37℃过夜(12~16 h)培养。蓝白斑筛选,挑取白色单菌落,LB液体培养基(含AMP)培养12~16 h,菌液交由北京华大中生基因有限公司测序。

1.3.5 相对定量标准曲线 将含GPR 30 cDNA片段的模板按照2×稀释8个梯度,制备标准品,分别为:1.0×29、1.0×28、1.0×27、1.0×26、1.0×25、1.0×24、1.0×23、1.0×22。使用ddH2O代替模板,作为阴性对照,荧光定量体系为:SYBR Primix Ex TaqTM10μL,正反向引物各0.8μL,cDNA模板2.0μL,Rox Reference DyeⅡ0.4μL,ddH2O 6.0μL,总体积20μL,反应程序:95℃变性10 s,95℃5 s,60℃25 s,共40个循环。软件自动得出扩增曲线、熔解曲线和循环阈值,分析结果。

1.3.6 qRT-PCR 根据SYBR Premix Ex TaqTM试剂盒建议反应条件构建反应体系同上,每个样本重复3次,根据Ct值计算相对表达量。

1.4 数据处理

利用SASV8(The SASSystem for Windows V8)中ANOVA进行方差分析,Duncan法进行多重比较。

2 结果

2.1 总RNA提取及RT-PCR

经检测,不同组织样品的总RNA OD260nm/OD280nm值均在1.8~2.0之间,且3.0%变性琼脂糖凝胶电泳检测28S、18S清晰,符合反转录要求。以成年杂交羊的心、肝等组织的cDNA为模板进行RT-PCR,3.0%琼脂糖凝胶电泳结果显示,无拖尾和引物二聚体,在附睾体和附睾尾中显著表达(如图1)。测序结果BLAST分析显示,GPR 30 cDNA与NCBI公布的人GPR 30 cDNA同源性为:98.48%,说明杂交羊GPR 30 cDNA序列具有较高的保守性,该序列可用于荧光定量检测。

图1 成年绵羊不同组织RT-PCR结果

2.2 相对定量标准曲线的建立

图2-A为标准曲线。结果显示,标准曲线呈良好的线性关系,GPR 30和18S的扩增效率分别为99.7%和99.8%,R2分别为0.995和1.013。杂交绵羊不同组织的GPR 30mRNA荧光定量的扩增动力学曲线平行性良好,起峰点清晰,基线比较平稳,拐点相对清楚,曲线为S型(图2-B);熔解曲线显示,峰单一,无引物二聚体和非特异性产物出现(图2-C)。表明本试验建立的GPR 30 mRNA定量检测方法满足试验要求。

2.3 杂交羊不同组织中GPR 30mRNA表达量

成年杂交羊不同组织中GPR 30mRNA荧光定量检测结果显示,GPR 30mRNA在心、肝、脾、肾、大脑、小脑、下丘脑中均有不同程度的表达,下丘脑中GPR 30mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05);GPR 30mRNA在附睾体、附睾尾中的表达量显著高于睾丸和附睾头(P<0.05);GPR 30mRNA在卵巢中的表达量显著高于子宫(P<0.05),子宫体、子宫颈、子宫角中GPR 30mRNA的表达量均差异不显著(P>0.05)。

图2 GPR 30和18S的标准曲线、扩增动力学曲线和熔解曲线

图3 绵羊不同组织中GPR 30mRNA相对表达量

3 讨论

GPR 30在人类多种组织中广泛表达,包括睾丸、卵巢和前列腺[20]。GPR 30介导多种细胞类型,调节机体生理作用,在小鼠的睾丸细胞细胞浆中已证实有GPR 30的表达[21-23]。Otto等发现在小鼠睾丸组织中GPR 30显著表达[24]。本研究发现,在成年杂交羊的心脏等组织中具有不同程度的表达,且在附睾尾、下丘脑及卵巢中显著表达,这与前人的研究结果相符。笔者认为,在附睾尾中大量表达,GPR 30可能与精子的成熟具有重要的关系。

Hazell等[25]证明GPR 30在大鼠卵巢中主要位于卵泡颗粒和膜细胞中;同时GPR 30免疫反应阳性产物也主要定位于细胞的胞膜和胞质中,表明其作为一种膜受体并进入胞内相应部位如内质网和核周区等,进而触发下游的信号途径[26],进一步验证了本研究中在卵巢中大量表达。推测GPR 30对于卵子的生成及卵巢的生长具有重要作用,其具体机制如何,有待于进一步研究。

Brailoiu等[27]首次全面报道GPR 30免疫反应产物在大鼠中枢神经系统内的分布,发现GPR 30主要位于下丘脑-垂体轴、海马、脑干等部位;GPR 30在下丘脑的室旁核、视上核、视交叉上核、室周核、弓状核以及乳头体外侧核都有明显的表达,而在腹外侧核、乳头体内侧核等处表达明显减少,这与本研究结果基本一致。进一步推测,GPR 30对性激素的分泌具有调节作用。

4 结论

GPR 30mRNA在成年绵羊的不同组织中均有不同程度的表达,推测其在繁殖器官的生长、发育过程中起着重要的作用。

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GPR 30m RNA Expression in D ifferent Tissuesof Adult Sheep

Lu Peiyao1,Cao Ningxian2,Zhang Yuhuan3,etal
(1.Feed and Veterinary DrugResearch Institute,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan 030031,China; 2.Livestock Breeding Station ofShanxiProvince;3.InstituteofAnimalHusbandryand Veterinary Sciences,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan 030032,China)

Theobjectiveof thisstudywas toevaluate GPR 30mRNA expression in different tissuesofadultsheep.GPR 30mRNA expressions in different tissues of adult sheep were detected by real-time fluorescentquantitative PCR.The results showed that GPR 30 mRNA was not significantly expressed in the heart and other organizations.However,GPR 30 mRNA was significantly expressed in the ovary,epididymidis body and hypothalamus(P<0.05).GPR 30mRNA appeared to be ubiquitously expressed almostin different tissuesofadultsheep.Itplaysan important role in the sheep reproductiveorgan growth and development.

sheep;GPR 30;ovary;testis;hypothalamus

S826.2

A

2095-3887(2015)04-0013-04

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.04.004

2015-06-20

山西省农业科技攻关项目(20130311025-1);山西省科技攻关项目(20140311008-7);山西省农业科技攻关项目(20130311025-4);山西省农业科学院博士基金项目(YBSJJ1403);山西省青年科技研究基金(2012021027-3)

路佩瑶(1984-),女,助理研究员,博士。

张玉换(1957-),女,研究员,主要从事肉羊健康养殖及疫病防控技术工作。

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