miR-26a/PDHX甲基化模式对猪精子代谢和活力的影响

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基本信息

  • 批准号：
    31872356
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    曾长军
  • 依托单位：
    四川农业大学
  • 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

It was reported that miR-26a is associated with sperm motility. Our previous works have found that miR-26a can directly bind to 3'-UTR of PDHX, and affect PDHX expression and sperm motility, which is speculated to be involved in sperm metabolism. PDHX, encoded E3BP subunit of pyruvate dehydrogenase complex (PDHc), plays a key role in catalyzing pyruvate into acetyl-CoA, and links glycolysis and subsequent citric acid cycle and oxidative phosphorylation pathway. The effects and mechanism of miR-26a/PDHX pathway on sperm metabolism and motility remain unknown. Thus, based on our previous works, we will further determine the expression level of miR-26a/PDHX in sperm with different location of the epididymis and under different liquid storage conditions. Then, the methylation patterns of miR-26a/PDHX and interaction with boar sperm metabolism and sperm viability will be further explored to reveal the metabolic pathway of porcine sperm. The results will further benefit to clarify the pig sperm metabolism pathway, and provides important theoretical and practical value for improvement and optimization of pig semen liquid storage or freezing extender to improve the farrowing rate and litter size after artificial insemination..
研究表明，miR-26a表达水平与精子活力相关。前期工作发现，miR-26a可直接靶控PDHX表达影响精子活力，与精子代谢相关。PDHX编码丙酮酸脱氢酶复合体PDHc中的E3BP亚基，在催化丙酮酸脱羧成为乙酰辅酶A过程中扮演关键角色，连接糖酵解和后续柠檬酸循环和氧化磷酸化途径。miR-26a/PDHX途径影响精子代谢和活力及其机制的研究未见报道。本研究在前期工作基础上进一步检测miR-26a/PDHX在附睾不同部位和不同保存条件精子中的表达、miR-26a/PDHX甲基化模式对猪精子代谢和活力的影响，阐明猪精子常温保存过程中的代谢途径。研究的结果将为进一步揭示猪精子代谢模式和途径、改善和优化猪精液稀释液从而提高猪受胎率和窝产仔数等具有重要的理论和实践参考价值。

结项摘要

猪精子代谢的确切途径尚存在争议。在生产实践中，不同的稀释液及添加成分对精子代谢的影响不同，导致精子保存的时间及维持精子活力、受精力的时间也存在极大的差异。因此，如何长期保存猪精子并维持其正常的活力、受精能力等，成为当前养猪生产中亟待解决的关键问题。研究表明，猪精子代谢与精子活力和受精能力等密切相关。前期研究发现，miR-26a可直接靶控PDHX表达影响精子代谢，从而调控精子活力，但miR-26a/PDHX途径影响精子代谢和活力及其调控机制的研究尚不清楚。本研究通过检测miR-26a/PDHX在附睾不同部位和不同保存条件精子中的表达、抑制精子代谢或代谢中间产物对精子功能和miR-26a/PDHX甲基化水平和表达的影响、miR-26a基因启动子区域甲基化状态对PDHX表达和精子代谢的影响以及PDHXm6A甲基化模式对miR-26a的影响，揭示猪精子常温及冷冻保存过程中的代谢途径。该项目首次在猪精子研究中发现miR-26a通过靶向PDHX调控精子丙酮酸向乙酰辅酶A这一关键的代谢过程，对后续的柠檬酸循环和氧化磷酸化反应、ATP的产生以及精子的活力产生重要的影响。同时，研究的结果也揭示了精子成熟过程中精子运动所需能量来源及其调控机制。此外，也揭示在附睾以及体外保存过程中，精子不仅仅依赖于糖酵解途径产生的ATP，后续的柠檬酸循环和氧化磷酸化反应也提供了大量的ATP；发现miR-26a/PDHX可作为评价常温和冷冻保存猪精液质量的潜在分子标记；揭示了代谢底物及中间产物、丙酮酸脱氢酶激酶PDK抑制剂以及PDHX的m6A甲基化水平在猪精子常温和冷冻保存过程中影响miR-26a/PDHX表达的三种调控方式。研究的结果将为进一步揭示猪精子在常温和冷冻保存条件下的代谢模式和代谢途径，对改善和优化猪精液常温保存和冷冻保存稀释液、提高猪常温和冷冻保存精液质量以及人工授精的受胎率和窝产仔数等具有重要的理论和实践意义。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（3）
miR-26a is Involved in Glycometabolism and Affects Boar Sperm Viability by Targeting PDHX.
miR-26a 参与糖代谢并通过靶向 PDHX 影响公猪精子活力。
  • DOI：
    10.3390/cells9010146
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Cells
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Wang Wencan;Liang Kai;Chang Yu;Ran Mingxia;Zhang Yan;Ali Malik Ahsan;Dai Dinghui;Qazi Izhar Hyder;Zhang Ming;Zhou Guangbin;Yang Ji;ong;Angel Christiana;Zeng Changjun
  • 通讯作者：
    Zeng Changjun
Odorant Receptor OR2C1 Is an Essential Modulator of Boar Sperm Capacitation by Binding with Heparin
气味受体 OR2C1 是通过与肝素结合实现公猪精子获能的重要调节剂
  • DOI：
    10.3390/ijms24021664
  • 发表时间：
    2023-01-14
  • 期刊：
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Yuan, Xiang;Wang, Yihan;Ali, Malik Ahsan;Qin, Ziyue;Guo, Zhihua;Zhang, Yan;Zhang, Ming;Zhou, Guangbin;Yang, Jiandong;Chen, Lei;Shen, Linyuan;Zhu, Li;Zeng, Changjun
  • 通讯作者：
    Zeng, Changjun
Odorant and Taste Receptors in Sperm Chemotaxis and Cryopreservation: Roles and Implications in Sperm Capacitation, Motility and Fertility
精子趋化和冷冻保存中的气味和味觉受体：在精子获能、活力和生育能力中的作用和影响
  • DOI：
    10.3390/genes12040488
  • 发表时间：
    2021-03-27
  • 期刊：
    Genes
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Ali MA;Wang Y;Qin Z;Yuan X;Zhang Y;Zeng C
  • 通讯作者：
    Zeng C
Exploration of miRNA and mRNA Profiles in Fresh and Frozen-Thawed Boar Sperm by Transcriptome and Small RNA Sequencing
通过转录组和小 RNA 测序探索新鲜和冻融公猪精子中的 miRNA 和 mRNA 谱
  • DOI：
    10.3390/ijms20040802
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Dai Ding Hui;Qazi Izhar Hyder;Ran Ming Xia;Liang Kai;Zhang Yan;Zhang Ming;Zhou Guang Bin;Angel Christiana;Zeng Chang Jun
  • 通讯作者：
    Zeng Chang Jun
Transcriptome-wide m(6)A profiling reveals mRNA post-transcriptional modification of boar sperm during cryopreservation
全转录组 m(6)A 分析揭示了冷冻保存期间公猪精子的 mRNA 转录后修饰
  • DOI：
    10.1186/s12864-021-07904-8
  • 发表时间：
    2021-08-03
  • 期刊：
    BMC GENOMICS
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Qin Z;Wang W;Ali MA;Wang Y;Zhang Y;Zhang M;Zhou G;Yang JD;Zeng C
  • 通讯作者：
    Zeng C

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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

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          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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