卵泡闭锁的相关基因
付衍辉 南京农业大学
1.血管内皮生长因子（VEGFA)
兽医发现在卵泡闭锁的过程中，也许是由于卵泡血液供应不足，导致卵泡发生闭锁。已知VEGFA能增加血管内皮细胞的通透性，促进血管内皮细胞的增殖和血管生成，同时维持血正常的功能。当vEGFA作用于毛细血管的小静脉和尾静脉，使血管内皮细胞的通透性增强，促使溢出血管外的蛋白凝集，蛋白凝结可作为血管形成的基质，同时伴随间质细胞成熟基质的进一步形成，从而促进新生血管的形成。在卵泡闭锁的过程对vEGF表达量的研究，将有利于对卵泡闭锁机制的进一步阐明。
2.胞间连接蛋白基因 (Cx43)
哺乳动物卵泡颗粒细胞以缝隙连接和豁着小带两种方式进行连接，其中缝隙连接蛋白Cx43主要定位于卵泡颗粒细胞，当卵泡中缺失Cx43时，颗粒细胞中DNA合成量减少，颗粒细胞凋亡，卵泡闭锁。薪着小带也是由颗粒细胞合成的一种N一钙勃素粘合而成的，具有调控颗粒细胞聚散的作用。这两种颗粒细胞间的连接均可以阻止颗粒细胞的凋亡。
3.CYPIAI
CYP1Al是细胞色素P45O酶系中的一种重要代谢酶，并能够代谢雌激素，产生多种化学活性中间体，化学活性中间体生成相应的雌激素代谢产物，雌激素水平的降低，将会导致卵泡闭锁进程的加快。
4.easpase基因
Caspase为半肤氨酸酶蛋白类，在细胞凋亡的过程中起到重要作用。研究表明，CasPase凋亡途径参与了卵泡颗粒细胞凋亡的过程，并且CasPase一3是关键的凋亡执行分子，在多种凋亡信号的导途径中发挥作用。Caspase一3正常时是以酶原的形式存在的，在细胞凋亡早期被激活，激活后的Caspase一3将引起一系列的凋亡级联反应，进而诱导细胞的凋亡。
CasPase在哺乳动物卵泡颗粒细胞发挥的凋亡作用有以下几个特点:1)作为一种半肤氨酸蛋白酶，是以半肤氨酸作为裂解底物的亲核基团;2)Caspase的催化活性只能针对特异的天冬氨酸底物 ;3)Caspase正常时以活性很低的酶原形式存在的，当蛋白酶水解掉氨基末端的一段序列后将被激活，此时才具有执行细胞凋亡的功能;4)活化的caspas。将特异的水解底物，诱导细胞凋亡，且这个过程是不可逆的;5)正常情况下，细胞内有Caspase的抑制剂，以防止Caspas。酶原被偶然激活而对正常的细胞造成损伤。
5.白细胞介素(IL一1)
IL一1是一种参与卵巢内多种生化反应的调节因子，同时也是一种抗卵泡闭锁的因子。IL一lp主要抑制由卵泡颗粒细胞产生的IGFBP一4和5，并且IL一lp撷抗剂的存在将消除IL一lp对IGFBP的抑制作用。IL一lp通过与特异受体结合，抑制IGFBP一4和5的转录，从而就抑制了IGFBPs蛋白的积累，同时提高对IGFBPs蛋白分解酶的活性。lL一lp抑制IGFBPs蛋白的积累是由于降低了相关基因的转录效率，并没有改变IGFBPs蛋白的稳定性，因此IL一lp是一个调控卵泡闭锁的重要基因。
6.p53基因
P53在正常生长的细胞内起着重要的调控作用，抑制细胞的生长转化，其蛋白能特异的DNA序列结合并激活转录，且Egr-1能促进p53基因的表达。p53作为一个促细胞凋亡基因，许多凋亡因子依赖p53的激活来调节细胞凋亡，并能与Bcl一2家族凋亡和抗凋亡作用介导细胞的凋亡途径，在卵泡中通过线粒体途径促进卵泡颗粒细胞的凋亡。
7.Foxol基因
Foxol是一种促细胞凋亡因子，在细胞正常的凋亡和癌变中都起到重要作用，研究发现Foxol基因表达量在闭锁卵泡中升高。Foxol能够刺激Bd一2家族中促凋亡基因Bim基因的表达。在不同的细胞类型中，Foxol可以激活不同的基因，当不同的基因被激活以后，能够引起细胞的凋亡或不凋亡，导致这种结果的可能的原因是Foxol的转录活性及其调控的靶基因受到不同细胞类型微环境的影响。
Foxol主要通过Bim和FasL两个途径调控细胞凋亡，其发挥作用的一个重要途径是直接集合到目的DNA上，进而影响靶基因的转录水平，当Foxol转录因子结合到细胞核内的DNA上时，可以激发凋亡促进因子FasL，进一步通过 Fas/FasL受体细胞凋亡系统发挥促凋亡作用。而Akt可以通磷酸化胞质内的Foxol阻止其进入胞核内诱导相关凋亡因子的转录，并且Akt只能对胞质内的Foxol磷酸化，而不能进入胞核将Foxol磷酸化。
8.Bd一2家族基因
细胞凋亡的新号通路主要包括线粒体凋亡通路和死亡受体介导的凋亡通路，并且这两条通路最终通过激活caspase介导细胞的凋亡。
在线粒体凋亡通路中，线粒体结构和功能的变化，如:线粒体膜通透孔(mito一chon drialperme曲 ilizationtransitionpore，MPT)的形成、线粒体膜电位的降低和细胞色素e的释放是细胞在线粒体凋亡通路中的一个主要特征。
Bd一2家族成员在线粒体凋亡通路中发挥了重要作用。Bcl一2家族是由抗凋亡和促凋亡成员组成的，各成员之间通过相互协调作用对线粒体的结构和功能进行调控，控制线粒体促凋亡因子、诱导凋亡因子和细胞色素e的释放等决定细胞的凋亡。在Bd一2家族促凋亡的过程中，仅含 BH3(BH3一only)结构域的促凋亡成员发挥了决定性作用Bl一2蛋白家族成员具有Bel一2同源结构域，有的蛋白成员含有BHI一BH4结构域，而有的只含有一个或几个这样的结构域，这种在结构域上的不同，使得Bcl一2家族成员蛋白具有不同的生物学功能。
Bcl一2家族中的抗凋亡成员Bcl一2、Mel一1.、Bcl一XL、Bel一W等都包含四个结构域 (BHl一BH4)和一个跨膜(TM)结构域，这样的结构使这些成员定位于线粒体外膜，部分也能定位于内质网的表面，其蛋白的跨膜立体结构朝向胞质，这些成员蛋白能都使细胞免于死亡。而缺少BH4结构域的成员均具有促细胞凋亡的活性，如Bax、Bak等。BH3结构域是细胞凋亡的关键性结构域，也是促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白作用形成二聚体所必须的，通常此结构域的氨基酸进行修饰，特别是磷酸化修饰后可以影响其促凋亡作用的发挥。B1一2家族中抗凋亡蛋白和凋亡蛋白的作用机制:一般式抗凋亡蛋白的BHI、BHZ和BH3三个结构域形成一个伸长的疏水口袋，凋亡蛋白的BH3作为一个两性螺旋结构与其结合，在这个过程中抗凋亡蛋白的BH4结构域能够稳定这种结合作用，通过这种结合方式可以使得BH3结构域被覆盖，此时凋亡蛋白不能发挥其促凋亡作用。
Bd一2家族蛋白凋亡机制:Bcl一2家族促凋亡蛋白大部分定位于细胞质或细胞骨架，接受死亡信号的刺激以后，蛋白构象发生改变，整合到线粒体外膜上。在这一过程中，促凋亡蛋白也会伴随相应的变化:Bad和Bid磷酸化调节、典型的Bax构象变化和Bid、Bim的蛋白裂解效应等，最后会使线粒体的结构和功能发生变化(如上所述)，进而促进细胞的凋亡。
l)构象的改变和凋亡:Bcl一2家族成员能够形成同源或异源二聚体，可以单独也可以协同发挥细凋亡作用，如促凋亡蛋白Bax通常以单体的形式存在于胞质中，当细胞接受死亡信号后，Bax的构象发生改变，还有一些仅含BH3结构域的促凋亡蛋白(Bad、Bik)可以和Bcl一2蛋白结合而拮抗Bd一2的抗凋亡作用，此时Bid和Bim可以直接激活Bax，激活后的Bax转移到线粒体外膜形成同源二聚体蛋白通道，这种蛋白通道可以促进细胞色素c的释放，进而是caspase的激活和细胞凋亡;
2)磷酸化和凋亡:仅含BH3结构域的Bad促凋亡功能的实现通过某些磷酸化位点的磷酸化调控实现的，非磷酸化的具有生物活性的Bad与Bd一2或Bcl一XL相互作用，在抑制这两种蛋白的抗凋亡功能的同时发挥了自身的促凋亡作用。对于仅含有BH3结构域的Bik，如果其磷酸化位点发生突变将导致无法进行磷酸化，此时Bik的促凋亡作用降低或丧失。所以磷酸化对于细胞凋亡的调节具有双向作用;
3)断裂效应与凋亡:断裂是另一种激活促凋亡的方式，其中最典型就是Bid对于死亡受体的应答就是这种机制的作用，在这种机制中，死亡受体激活的Caspase一8可以使存在于胞浆中的非活性的Bid断裂为具有生物活性的tBidls，并转移到线粒体上面，进而增加了线粒体的通透性。还有另一种说法是:断裂后形成的tBid能够激活Bak/Bax传递的凋亡信号到线粒体，进而诱导细胞色素c的释放和下游的caspase级联凋亡反应，促进细胞的死亡。Bim作为一种促凋亡蛋白，广泛存在于T和B淋巴细胞中，Bim的一种剪切体BimEL以磷酸化和非磷酸化两种形式存在于T细胞中，非磷酸化的BimEL存在微管中并呈现失活状态，而磷酸化的pBimEL可以从微管上释放出来，激活的caspase可以将pBimEL断裂为tBimEL，进而激活死亡受体凋亡途径或死亡受体凋亡途径。
线粒体凋亡通路受到Bd一2家族蛋白的精密调控，线粒体外膜的通透性被抗凋亡成员蛋白抑制，而促凋亡成员Bak和Bax构象的改变能够促进细胞色素c的释放。Bad和Bik通过磷酸化途径调节自身的促凋亡活性，仅含BH3结构域的Bid和Bim的蛋白裂解效应能够间接或直接的诱导细胞凋亡。Bcl一2家族成员促凋亡的机制是诱导线粒体膜通透性的改变，尤其是对跨膜蛋白细胞色素c通透性的增加，一旦细胞色素c释放，即能激发下游的Caspase级联凋亡反应，导致细胞凋亡。
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