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子宫阴道结合部(Uterus-Vagina Junction,UVJ)是母禽输卵管的重要部分,此处的上皮隆起形成上皮褶,上皮褶内含有管状的贮精腺(Sperm Storage tubule,SST)结构。UVJ上皮褶(含SST)与禽类的繁殖息息相关,其发育过程中所形成的结构差异被认为是造成贮精性状个体差异的重要来源,但UVJ上皮褶(含SST)的发育在禽类,尤其是蛋鸡中研究较少。因此本研究从发育角度探索蛋鸡UVJ上皮褶(含SST)发育的相关过程并鉴定参与该过程调控的重要基因。首先,通过形态学解剖测量、组织学切片和统计学分析发现:UVJ上皮褶(含SST)发生过程存在较大个体差异;UVJ上皮褶发生发育水平与生殖系统各部(输卵管重、输卵管长、最大卵泡直径)等呈中等强度相关,相关系数介于0.35~0.60之间;白来航群体(随机群体)刚开产个体和盛产期个体的UVJ上皮褶面积和高度无显著差异,但经选种选育的高低贮精个体的UVJ上皮褶面积和高度存在极显著差异。本研究认为个体发育差异是造成早期受精率较低以及贮精性状个体差异的重要原因;本研究根据形态学特征将UVJ上皮褶(含SST)的发育划分为T1,T2,T3,T4四个时期,并制定相应的时期划分标准。在控制个体差异的基础上,利用bulk RNA-seq对19个个体的UVJ上皮褶(含SST)进行了建库测序。经自主数据分析后,将原有的形态学四个时期(T1~T4)合并为S1(n=5),S2(n=10),S3(n=4)三个时期。对S2比对S1时期以及S3比对S2时期,分别进行各类富集分析(如:基因集富集分析、基因Panther分类等)。最终鉴别到了与UVJ上皮褶(含SST)发生相关的细胞骨架(代表基因:KIF5C、CAP2、DSP、DNAH5、PDLIM3、SGCZ等),细胞极性和平面细胞极性(代表基因:WNT11、SFRP1、MLLT3等),细胞粘附(代表基因:CDH2、CDH7、ITGB6,ITGB8等),细胞连接(代表基因:MCAM、PCDH8、SPON2、SLIT2),细胞迁移(代表基因:CDC42、RHOV)和细胞增殖、分化(代表基因:BMP4、FGF家族)等方面的候选基因。并鉴定到了两个重要的通路:TGF-β(包含BMP4、BMPR2、SMAD9、TGFBR2等)和Wnt通路(包含WIF1、WISP1、WNT7A、WNT9A等基因)。同时筛选出BMP4、CDC42、CDH2、WIF1、NOV、CA家族和FGF家族等若干个重要的潜在调控UVJ上皮褶(含SST)发生的基因。然后,利用单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)对发育的关键节点S2时期的UVJ(含SST)进行了建库测序。经质控和数据分析后将UVJ上皮褶(含SST)的细胞划分为17个亚群;经亚群鉴定发现S2时期包含:5个纤毛上皮亚群,3个无纤毛上皮亚群(含SST亚群),1个上皮祖细胞亚群,1个成纤维细胞亚群以及若干其它亚群。重要亚群中的差异表达基因包含CA4、CA8、FUT9、DNAH5等;经调取和比对增殖相关信号基因PCNA,MKI67、MCM-2在亚群中的表达水平,推测上皮亚群增殖水平高于非上皮亚群是UVJ上皮褶形成的重要因素之一;对bulk RNA-seq中筛选到的BMP4、CDC42、CDH2、WIF1、NOV等重要候选基因在各亚群中的表达水平进行了对比,初步推测这些基因在不同亚群中起不同的作用。接下来,本研究利用组织学切片验证确认SST的发生方式属于出芽;利用免疫组化确认UVJ上皮和SST上皮的增殖方式属于全局性增殖,且UVJ上皮的增殖高于非上皮组织是UVJ上皮褶形成的重要原因。其它重要候选基因的免疫组化结果推测:CDC42基因主要与纤毛有关且参与细胞极性的调节或维持;WIF1主要起到了抑制Wnt信号通路配体的作用;CDH2是参与SST细胞发生过程中的粘附分子;BMP4和NOV基因分别与UVJ上皮细胞和成纤维细胞的增殖有关。最后,本研究使用外源BMP4蛋白和通路抑制剂LDN193189对UVJ原代上皮进行处理,结果显示:BMP4及其下游SMAD、ALK2、ALK3等基因在不同时期的上皮中对细胞增殖起着不同的调控作用;高浓度的外源BMP4蛋白对鸡胚成纤维细胞(DF-1)的增殖具有抑制作用;在DF-1细胞中超表达NOV基因,结果显示对其增殖无影响,但对其迁移起到显著抑制作用。综合上述结果本研究可初步阐明UVJ上皮褶(含SST)形成过程中的若干发育调控因素。