冷冻温度和CPAs浓度影响牛GV期卵母细胞发育能力的机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872354
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1704.畜禽繁殖学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The cryopreservation of GV stage oocytes is of great significance to the conservation of animal genetic resources and the preservation of fertility for women with cancer radiotherapy, but a satisfactory method of freezing has not been established. Our previous studies have shown that the developmental ability of vitrified oocytes is different with different freezing protocols, but the mechanism is not clear. Although preliminary studies have found that there are differences in cell structure and maternal gene expression in different vitrified oocytes, however, more regulatory pathways have to be explored to understand the mechanisms by which different protocols affect oocyte development. In this project, bovine GV stage oocytes will be vitrified in different temperatures and concentrations of cryoprotective agents (CPAs). The transcriptional sequence of oocytes will be sequenced by RNA-Seq. The differentially expressed genes (DEGs) will be screened and the regulatory pathways of key DEGs will be identified by bioinformatics. The proteins expression of key DEGs is going to be verified by western blot after qRT-PCR be used to verify the expression level of DEGs. At the same time, the effects of freezing temperature and CPAs concentration on oocyte development, cytoskeleton and organelle will be observed by in vitro fertilization, immunofluorescence and electron microscopy. The mechanism of the effect of freezing temperature and CPAs concentration on the oocyte development ability will be analyzed synthetically to provide the theoretical basis for improving the oocyte freezing technology.
GV期卵母细胞冷冻对动物遗传资源保护和癌症放疗妇女生育能力保存具有重要意义,但尚未建立令人满意的方法。我们的前期研究证明,不同冷冻方案冷冻卵母细胞的发育能力不同,但机制不清楚。尽管初步研究发现,不同方案冷冻卵母细胞的细胞结构和母源基因表达有差异,但必须挖掘更多的调控通路才能弄清不同方案影响卵母细胞发育能力的机制。本项目拟将牛GV期卵母细胞在不同温度、不同浓度保护剂(CPAs)条件下玻璃化冷冻,用RNA-Seq进行转录组测序,用生物信息学筛选差异表达基因(DEGs)并确定关键基因调控通路,用qRT-PCR验证关键基因,用Western blot验证蛋白表达;同时,分别用体外受精、免疫荧光和电镜观察冷冻温度和CPAs浓度对卵母细胞发育能力、细胞骨架和细胞器的影响;综合分析冷冻温度和CPAs浓度影响卵母细胞发育能力的机理,为改进卵母细胞冷冻技术提供理论依据。

结项摘要

按照项目任务书完成了如下研究:.(1)不同VTs和CPAs浓度对牛GV期卵母细胞冷冻后发育能力及胚胎移植效果的影响。发现液氦玻璃化冷冻可以明显改进牛GV期卵母细胞冷冻效果;随着VTs的提高,CPAs的浓度可以适当降低,从而为解决玻璃化冷冻中高浓度CPAs损伤难题提供了一条新途径;胚胎移植试验结果表明:牛GV期卵母细胞无论是否经过玻璃化冷冻,或者无论VTs和CPAs是否不同,只要经过冷冻后获得的桑椹胚和早期囊胚达到移植标准,就可以获得正常犊牛。.(2)VTs和CPAs浓度对牛GV期卵母细胞玻璃化冷冻后转录组、部分蛋白表达、细胞骨架和细胞器的影响。用RNA-Seq、qRT-PCR和生物信息学筛选出了与VTs和CPAs浓度相关的基因;用Western blot验证了与VTs和CPAs浓度相关的关键蛋白表达水平;用免疫荧光技术研究了VTs和CPAs浓度对卵母细胞细胞骨架和发育能力的影响,发现更低的VTs和CPAs浓度明显提高骨架蛋白表达水平,降低微丝、微管异常分布和缺失;电镜观察了VTs和CPAs浓度对卵母细胞细胞器和发育能力的影响,发现更低的VTs和CPAs剂浓度提高了卵母细胞的抗凋亡能力,改善卵母细胞超微结构的损伤,从而有效地提高了牛GV期卵母细胞玻璃化冷冻后的发育能力。.(3)不同VTs和CPAs浓度下冷冻牛GV期卵母细胞的发育能力与凋亡和线粒体相关基因mRNA表达的关系。发现降低VTs和CPAs浓度通过改变凋亡基因和线粒体基因mRNA表达水平而增加囊胚率。.(4)LncRNA介导的VTs和CPAs对玻璃化冷冻牛GV期卵母细胞发育能力影响的分子机制。发现不同的VTs和CPAs显著影响牛GV期卵母细胞发育能力和lncRNA表达;受不同VTs和CPAs浓度影响的lncRNA可能通过参与细胞骨架、细胞周期、蛋白质代谢、免疫、脂质代谢和跨膜转运等生物学过程来调控玻璃化冷冻后卵母细胞的发育。.(5)羟基磷灰石(HA)纳米颗粒改进牛GV期卵母细胞玻璃化冷冻技术。发现在VSⅡ中加入0.05%HA纳米颗粒能够提高牛GV期卵母细胞玻璃化冷冻后的发育能力,这种发育能力的改进可能与加入HA纳米颗粒后卵母细胞活性氧水平的降低和线粒体膜电位水平的提高密切相关。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
LncRNA-mediated effects of vitrification temperatures and cryoprotectant concentrations on bovine oocyte development following vitrification at the GV stage.
LncRNA 介导的玻璃化温度和冷冻保护剂浓度对 GV 阶段玻璃化后牛卵母细胞发育的影响。
  • DOI:
    10.1016/j.theriogenology.2022.03.028
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Theriogenology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    蔡孟丹;徐志谦;刘毅恒;刘家齐;赵世玉;王晓静;栗颖华;禹学礼;李晓霞
  • 通讯作者:
    李晓霞
Relationship between bovine oocytes developmental competence and mRNA expression of apoptotic and mitochondrial genes following the change of vitrification temperatures and cryoprotectant concentrations.
玻璃化温度和冷冻保护剂浓度变化后牛卵母细胞发育能力与凋亡和线粒体基因 mRNA 表达之间的关系。
  • DOI:
    10.1016/j.cryobiol.2020.09.009
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Cryobiology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    张志阳;禹学礼;蔡孟丹;刘毅恒;刘家齐;赵世玉;李晓霞;栗颖华
  • 通讯作者:
    栗颖华
Effect of vitrification temperature and cryoprotectant concentrations on the mRNA transcriptome of bovine mature oocytes after vitrifying at immature stage.
玻璃化温度和冷冻保护剂浓度对牛成熟卵母细胞未成熟期玻璃化后mRNA转录组的影响。
  • DOI:
    10.1016/j.theriogenology.2019.11.006
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Theriogenology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    张凡;张志阳;蔡孟丹;李晓霞;栗颖华;雷莹;禹学礼
  • 通讯作者:
    禹学礼

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荷斯坦牛和西门塔尔牛冻精品质及其体外受精后早期胚胎发育的比较研究
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  • 通讯作者:
    栗颖华
添加褪黑素对牛精液品质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓霞;曹平华;禹学礼;栗颖华
  • 通讯作者:
    栗颖华
荷斯坦牛和西门塔尔牛冻精品质及其体外受精后早期胚胎发育的比较研究
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    汪浩;曹平华;禹学礼;栗颖华
  • 通讯作者:
    栗颖华
牛体外发育卵母细胞成熟的评估方法研究
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    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    河南农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓霞;曹平华;禹学礼
  • 通讯作者:
    禹学礼
Successful vitrification of bovine immature oocyte using liquid helium instead of liquidnitrogen as cryogenic liquid
使用液氦代替液氮作为低温液体成功玻璃化冷冻牛未成熟卵母细胞
  • DOI:
    10.1016/j.theriogenology.2015.11.020
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Theriogenology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    禹学礼;许亚坤;武花;郭先飞;李晓霞;韩文霞;栗颖华
  • 通讯作者:
    栗颖华

其他文献

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禹学礼的其他基金

液氦玻璃化冷冻对牛GV期卵母细胞结构、组份和发育能力的影响
  • 批准号:
    31172207
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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