大足黑山羊妊娠早期子宫组织形态学变化及其与胚胎附植相关基因的筛选

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胚胎附植是指随着妊娠进行,胚胎与母体子宫发生接触并建立结构上联系,最终实现母胎间物质交换的过程,主要包括母体子宫内膜容受性(Endometrial receptivity,ER)建立和胚胎发育、迁移、定位、粘附、侵入等阶段。该过程受到复杂而精密的调控,是目前研究热点。子宫和胚胎发育的同步性决定了胚胎附植能否成功。山羊属于反刍动物,其胚胎附植类型为表面附植,但现阶段对于山羊妊娠早期胚胎附植的机制还尚不清晰,子宫与胚胎附植相关的基因挖掘工作还不多。由于转录组测序(RNA-Seq)能够快速全面获取不同条件下组织或细胞的转录产物,为利用该技术挖掘山羊子宫与胚胎附植相关基因提供了可能。因此,本研究以国家级畜禽遗传资源——大足黑山羊为研究对象,分析了其不同妊娠期子宫组织形态学的变化,进一步通过RNA-Seq筛选山羊妊娠早期子宫与胚胎附植的相关基因,为解析调控山羊胚胎附植的分子机制提供前期基础。本研究采集了大足黑山羊空怀(KH)、妊娠第15天(P15)和妊娠第19天(P19)的子宫角组织,通过HE染色、免疫组织化学的方法分析了妊娠早期山羊子宫组织的形态学变化,并利用RNA-Seq筛选影响山羊胚胎附植的关键调控基因,同时利用RT-q PCR技术对测序结果进行了验证,其主要研究结果如下:1、形态学分析表明:相比KH组,P15和P19组山羊子宫角的子宫内膜厚度增加,皱襞增多,子宫腺体增多变大。利用增殖细胞核抗原(Proliferating Cell Nuclear Antigen,PCNA)抗体标记不同妊娠期子宫内膜中的增殖细胞,发现在三个时期中子宫内膜腔上皮细胞、腺上皮细胞和基质细胞均表达PCNA蛋白,且同时期腔上皮细胞和腺上皮细胞PCNA蛋白表达量均高于基质细胞。2、转录组测序分析表明:P15组较KH组有48个差异表达基因,其中12个上调,36个下调,通过GO分析发现差异基因主要与细胞外基质、细胞器膜、线粒体成分、铁蛋白受体活性、胶原原纤维组织等相关,KEGG分析发现差异基因主要参与细胞黏附、代谢、抗原加工与表达、生热作用等途径;P19组较P15组有1439个差异表达基因,其中929个上调,510个下调,通过GO分析发现差异基因主要与免疫反应、炎症反应、蛋白结合、免疫球蛋白受体活性、细胞定位、细胞表面等相关,KEGG分析发现差异基因主要富集在代谢通路、细胞因子受体相互作用、Toll样受体信号通路、TNF信号通路、细胞黏附等途径。3、随机选取了8个差异表达基因(C1S、CSF1、CST6、SLC24A4、HOXA10、HOXA11、MMP9和ITGA11),利用RT-q PCR技术进行验证,验证结果与测序结果一致,说明测序结果可靠。综上,本研究分析了妊娠早期山羊子宫组织的形态学变化,筛选和验证了山羊妊娠早期子宫与胚胎附植相关的差异表达基因,为研究山羊胚胎附植的分子机制提供了前期基础。
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