MDM2-p53信号通路在卵泡的存活和发育过程中的作用研究

发布时间：2017-12-18 10:24

  本文关键词：MDM2-p53信号通路在卵泡的存活和发育过程中的作用研究

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【摘要】：卵巢是雌性动物的一个主要生殖器官,它们通常成对存在于雌性脊椎动物的子宫两侧。卵巢的主要功能是释放能够受精的卵母细胞,并保证物种的成功繁殖。卵巢发育过程受到复杂的信号转导网络的严格调控。这种严格的调控很容易受到机体内部或外部的影响,进而导致卵巢功能减退。女性在40岁以前出现卵巢功能减退的现象被称为卵巢早衰(POF),它是造成女性不育的重要原因之一。P53(Trp53,肿瘤转化相关蛋白53)是一个重要的肿瘤抑制基因,被称为“基因组卫士”。在体细胞内p53活性受到MDM2的负调控,这种调控在组织的正常发育和抑制肿瘤的发生中起很重要的作用。p53蛋白家族成员之一-p63,已被报道证实在雌性生殖细胞中起关键作用,但是对p53蛋白在其中的作用并不明确。我们主要提出三个问题：首先,MDM2-p53通路在雌性生殖细胞中是否仍然是保守的紧密调控的；其次,化疗药物能不能激活卵母细胞内的p53；再次,p53有没有参与介导化疗药物诱导的卵巢损伤,针对p53信号通路激活的治疗方法能不能防止接受化疗药物治疗的患者出现卵巢早衰。为了解决这些问题,我们首先使用了Cre-loxP系统特异地在小鼠的不同卵泡发育阶段的卵母细胞内敲除Mdm2。我们的研究结果显示,在原始卵泡的卵母细胞内敲除Mdm2(Mdm2Gdf9 cKO)导致小鼠出现卵巢早衰(POF),主要表现为生育能力减弱,卵巢体积减小,原始卵泡库耗竭和促卵泡生成素(FSH)分泌升高。而在初级卵泡的卵母细胞内敲除Mdm2 (Mdm2zP3 cKO)也导致了POF。不同于Mdm2Gdf9 cKO小鼠的是这组小鼠有完整的原始卵泡,但是卵母细胞退化和卵泡闭锁增加,并且在这组小鼠中初级卵泡到次级卵泡的发育进程也受到了抑制。卵母细胞中同时敲除Mdm2和p53挽救了小鼠以上的卵泡发育缺陷。这表明了在卵母细胞中MDM2通过抑制p53对卵母细胞起一个重要的保护作用。进一步研究显示,MDM2蛋白在卵母细胞内高表达,而p53蛋白水平在正常的卵母细胞中几乎检测不到。Mdm2在不同卵泡发育阶段的卵母细胞中的缺失都可以导致p53蛋白在细胞核内的积累。这种p53蛋白水平的变化导致了Mdm2Gdf9 cKO小鼠的原始卵泡的卵母细胞大量凋亡和Mdm2Zp3 cKO小鼠的生长期的卵母细胞退化。另外,我们在体外培养的小鼠卵巢中,用药物Nutlin-3抑制MDM2和p53的结合,也成功地升高了p53的蛋白水平,使卵母细胞发生依赖于p53的凋亡。以前的研究表明,改变核糖体合成可以引起核糖体应激反应,核糖体蛋白L5,L11,L23可以和MDM2蛋白结合,抑制MDM2的泛素连接酶的活性,进而稳定与活化p53蛋白。但在我们的研究中,我们发现了在卵母细胞内,核糖体应激诱导剂放线菌素D和化疗药物5-氟脲嘧啶并没有明显改变p53的蛋白表达水平。但是,卵巢组织中的体细胞表现出强烈的p53应答反应。为了进一步研究为什么在卵母细胞中核糖体应激反应不能诱导p53的稳定与活化,我们建立了卵母细胞中特异降低对p53抑制作用的小鼠模型(Gcf9-cre+;Mdm2FM/+;Mdm4+/-)。我们发现虽然Mdm2.Mdm4双杂合小鼠的卵巢发育并没有受到影响,p53在卵母细胞中的蛋白水平也没有明显改变,但在5-FU处理的情况下,p53蛋白在卵母细胞的细胞核内积累。这表明在核糖体应激信号下,卵母细胞中的MDM2.MDM4对p53的活化起了很重要的抑制作用。MDM-p53之间可能有不同于体细胞的更为严格和精密的调控方式。多柔比星是一种广泛应用的化疗药物。但是多柔比星治疗可以导致女性病人卵泡迅速丢失而引起不育。在小鼠实验中,多柔比星处理主要表现为次级卵泡,窦状卵泡的颗粒细胞迅速凋亡。我们的研究结果发现,多柔比星处理的小鼠在短时间内卵巢颗粒细胞的p53蛋白就有明显上升。p53缺失明显保护颗粒细胞免受多柔比星诱导的凋亡,进而保护了小鼠的生育能力。综上所述,我们的研究首次揭示了MDM2-p53信号通路在卵母细胞中是紧密调控的,这种调控对于小鼠卵母细胞的存活,卵泡发育和生育是必不可少的。MDM2对p53的负调控也使卵母细胞内的p53对包括核糖体应激在内的压力信号不敏感。另外,p53的激活介导了多柔比星诱导的卵巢损伤。p53缺失明显保护小鼠的卵巢和生育能力。这一发现可能为防止接受多柔比星治疗的女性病人出现卵巢早衰找到新的更为有效的治疗方法。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q492

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本文编号：1303826