FGF21增强线粒体功能抑制猪卵巢颗粒细胞凋亡

旨在探究成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)对猪(Sus scrofa)卵巢颗粒细胞凋亡的作用及其调控机制。本研究采集大白×长白二元杂交母猪((8±1)月龄)新鲜卵巢组织抽取卵泡液分离颗粒细胞作为研究对象,通过RNAi技术和添加不同浓度的FGF21重组蛋白(0、0.1、1、10 ng·mL^(-1))处理颗粒细胞24 h。24 h后通过流式细胞术检测细胞凋亡情况,利用Western blot、qRT-PCR等技术探究颗粒细胞BAX和BCL2的表达水平。为了进一步明确FGF21影响颗粒细胞凋亡与线粒体之间的关系,本试验检测了不同处理后颗粒细胞线粒体复合物的蛋白水平、细胞中线粒体数量、ATP浓度、总抗氧化能力、活性氧水平以及线粒体生成相关基因的表达水平。研究发现,利用RNAi技术敲低颗粒细胞中FGF21表达后,处于晚期凋亡的细胞比例显著上升(P<0.05),而活细胞比例显著降低(P<0.05)。同时,FGF21敲低组颗粒细胞促凋亡基因BAX的mRNA和蛋白水平显著升高(P<0.05),而抑制细胞凋亡的基因BCL2的表达显著降低(P<0.05)。相反,重组蛋白FGF21的添加有效阻止了颗粒细胞凋亡,并且上调抗凋亡基因BCL2的表达(P<0.05),抑制促凋亡基因BAX的表达(P<0.05)。进一步研究发现,颗粒细胞中敲低FGF21的表达后,线粒体氧化磷酸化复合物II琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase complex iron sulfur subunit B,SDHB)表达显著降低(P<0.05),同时,线粒体DNA拷贝数极显著降低(P<0.001);此外,检测发现FGF21敲低后,细胞三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)浓度、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)极显著下降(P<0.001),线粒体生成相关基因的表达显著被抑制(P<0.05),细胞活性氧(ROS)水平显著升高(P<0.05)。于此相反,FGF21重组蛋白处理极显著增加了SDHB表达(P<0.01)以及细胞线粒体数目(P<0.05),同时显著增加了线粒体DNA拷贝数(P<0.01)和ATP浓度(P<0.05)、T-AOC活性(P<0.05)和线粒体生成相关基因的表达,而ROS水平显著降低(P<0.05)。以上结果说明,FGF21促进了颗粒细胞线粒体生物合成以及维持了细胞内氧化-抗氧化系统的平衡从而抑制了颗粒细胞凋亡的发生。本研究为进一步揭示家畜卵泡发育潜在的调控机制提供理论依据。