犏牛PPP1R11基因的克隆及在睾丸中的表达规律研究

摘要

旨在克隆犏牛蛋白磷酸酶1调节亚基11(protein phosphatase 1 regulatory subunit 11,PPP1R11)基因,分析其在不同发育阶段睾丸中的表达与定位,为解析其在雄性生殖中的功能机制提供理论依据。本研究采集成年犏牛睾丸、附睾、心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、胃、肌肉和脂肪组织(n=3),犏牛和牦牛在胎牛时期(5~6月龄)、幼年时期(1~2岁)和成年时期(3~4岁)睾丸(n=3)作为试验材料。通过RT-PCR技术克隆犏牛PPP1R11基因并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)构建PPP1R11基因在犏牛不同组织中的表达谱,比较分析PPP1R11在犏牛和牦牛不同时期睾丸中的表达,利用免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)技术检测PPP1R11蛋白的细胞定位和表达。结果显示,犏牛PPP1R11基因CDS区为324 bp,编码107个氨基酸,犏牛PPP1R11蛋白与其他哺乳动物同源性较高;PPP1R11可与PPP1R2、PPP1R7、PPP1CB和UTP20等蛋白相互作用,互作蛋白功能主要与蛋白质的磷酸化相关,参与调控睾丸发育、精子发生和性成熟等生物学过程。PPP1R11在犏牛组织中广泛表达,其中在睾丸组织中的表达量最高,相对表达水平极显著高于其它组织(P<0.01);该基因在犏牛睾丸中的表达量随年龄增长呈上升趋势,幼年和成年时期犏牛睾丸中PPP1R11的表达与同时期牦牛相比差异极显著(P<0.01);IHC染色结果发现,PPP1R11蛋白在犏牛精原细胞和支持细胞中低表达并与牦牛存在显著差异,雄性犏牛初级精母细胞数量减少并且减数分裂阻滞于此。本研究表明,犏牛与牦牛PPP1R11在睾丸中存在时空表达差异,提示该基因可能与犏牛雄性不育相关,其具体作用机制有待进一步研究。