本發明涉及生物,具體涉及動物繁殖生物學領域,更具體涉及糖基化磷脂酰肌醇特異性磷脂酶d1(gpld1)作為精卵識別分子的用途。
背景技術:
1、隨著體外受精與體外胚胎生產( in?vitroembryo?production,?ivep)技術在家畜繁育、遺傳改良及生物育種中的廣泛應用,精子與卵母細胞之間的識別與結合效率已成為影響受精結局及胚胎發育質量的重要限制因素之一。豬精卵識別是一個高度精細調控的生物學過程,涉及精子頂體反應、精卵膜特異性識別、膜融合以及受精后調控等多個環節,該過程的調控狀態直接關系到正常受精的建立及后續胚胎發育潛能。
2、在豬的體外受精體系中,由于精卵微環境難以完全模擬體內受精條件,常常出現精卵膜識別效率不穩定、多精入卵比例高等問題,進而影響正常雙原核形成率及胚胎持續發育能力。現有技術多通過調節精子濃度、受精時間或培養體系成分等方式對受精過程進行優化,但上述方法主要屬于條件層面的間接調控,難以在分子水平上精準干預精卵識別與膜結合過程,且受實驗條件影響較大,穩定性和重復性有限。
3、精卵識別過程依賴于精子表面分子與卵母細胞膜受體之間的特異性相互作用,其調控機制受膜相關蛋白的表達水平、空間分布及功能狀態等多種因素共同影響。盡管已有研究報道了一些參與精卵識別或受精調控的相關分子,但針對動物精卵識別過程中關鍵分子表達調控的研究仍相對不足,尤其缺乏一種能夠通過調節內源精卵識別相關分子的表達狀態,從而穩定調控受精結局并改善胚胎發育質量的技術方案。
4、因此,有必要從分子調控層面探索并建立一種新的精卵識別調控策略,以期為優化豬體外受精體系、提高正常受精效率及胚胎發育質量提供更加穩定和可控的技術基礎。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的上述技術問題之一,本發明闡明了糖基化磷脂酰肌醇特異性磷脂酶d1(glycosylphosphatidylinositol?specific?phospholipase?d1,gpld1)在精卵識別及受精結局調控中的關鍵作用,并提供了gpld1活性物質的用途。
2、在本發明的一些方面提供糖基化磷脂酰肌醇特異性磷脂酶d1(gpld1)作為精卵識別和/或結合調控分子的用途。
3、在本發明的一些方面提供gpld1相關活性物質在以下任一項或多項的用途:
4、a1)調控動物體外受精效率;
5、a2)調控體外受精后胚胎發育質量;
6、a3)提高精卵識別的選擇性;
7、a4)提高胚胎卵裂率;
8、a5)提高囊胚形成率;
9、a6)促進胚胎持續發育;
10、a7)制備調控動物體外受精效率的產品;
11、a8)制備調控體外受精后胚胎發育質量的產品;
12、a9)制備提高精卵識別的選擇性的產品;
13、a10)制備提高胚胎卵裂率的產品;
14、a11)制備提高囊胚形成率的產品;
15、a12)制備促進胚胎持續發育的產品。
16、在一些實施方式中,所述活性物質能夠調節gpld1水平和/或活性,所述gpld1水平和/或活性為gpld1蛋白或其編碼核酸分子的水平和/或活性。
17、在一些實施方式中,所述活性物質能夠調節卵母細胞中gpld1水平和/或活性。
18、在一些實施方式中,所述活性物質能夠提高gpld1水平和/或活性。
19、在一些實施方式中,所述活性物質包括b1)至b6)中的至少一種:
20、b1)gpld1的mrna或其衍生物;
21、b2)gpld1蛋白或其鹽;
22、b3)與gpld1蛋白相關的生物材料;
23、b4)促進gpld1表達的物質;
24、b5)增強gpld1活性的物質;和
25、b6)延緩gpld1代謝的物質。
26、在一些實施方式中,所述與gpld1蛋白相關的生物材料選自以下至少一種:
27、c1)編碼gpld1的核酸分子;
28、c2)包含c1)所述核酸分子的表達盒;
29、c3)包含c1)所述核酸分子或c2)所述表達盒的載體;
30、c4)包含c1)至c3)任一項的細胞。
31、在一些實施方式中,所述gpld1蛋白具有如seq?id?no:?1所示的氨基酸序列或與其具有至少80%、至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列同一性的氨基酸序列,或者所述編碼gpld1的核酸分子具有如seq?id?no:?2所示的核苷酸序列或與其具有至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%序列同一性的核苷酸序列。
32、在一些實施方式中,所述gpld1活性物質選自以下至少一種:gpld1表達或過表達載體;包含gpld1編碼序列的裸dna和/或rna;gpld1編碼分子的脂質體包裹dna和/或rna;能夠在體內轉化為gpld1的gpld1前體蛋白或偶聯物或復合物;能夠在體內提高gpld1蛋白水平和/或功能的化合物(例如小分子化合物激動劑);促進gpld1基因啟動子驅動能力的上調劑;gpld1基因特異性microrna的下調劑。
33、在一些實施方式中,所述gpld1活性物質為gpld1表達或過表達載體。
34、在一些實施方式中,所述gpld1表達或過表達載體可以包括真核表達載體和/或原核表達載體。在一些實施方式中,所述真核表達載體包括例如,但并不限于酵母表達載體、哺乳動物表達載體和昆蟲表達載體。例如,所述表達載體可以包括,但并不限于質粒、逆轉錄病毒載體、慢病毒載體、噬菌體載體、腺病毒載體、腺相關載體或單純皰疹載體。
35、在一些實施方式中,所述載體可以選自納米顆粒、脂質體、外來體、微泡或基因槍。
36、在一些實施方式中,所述調控動物體外受精效率為提升動物體外受精效率。
37、在一些實施方式中,所述提升動物體外受精效率包括以下至少一種:
38、降低精子與卵母細胞的非特異性結合數量;
39、降低多精入卵率;
40、提高正常雙原核形成率。
41、在一些實施方式中,所述調控體外受精后胚胎發育質量為提升體外受精后胚胎發育質量。
42、在一些實施方式中,所述產品的施用對象為哺乳動物或哺乳動物細胞。
43、在一些實施方式中,所述哺乳動物包括靈長類動物、嚙齒類動物、家畜、寵物中的至少一種。
44、在一些實施方式中,所述哺乳動物包括人、大鼠、小鼠、豬、犬、馬、牛、兔、猴、猿、猩猩中的至少一種。
45、在一些實施方式中,所述豬包括杜洛克豬、長白豬、約克豬、地方品種中的至少一種。
46、在一些實施方式中,藥物、藥物組合物、試劑盒、醫療設備。
47、在一些實施方式中,所述產品中還包括其他調控動物體外受精效率或外受精后胚胎發育質量的活性成分。
48、在一些實施方式中,所述產品中還包括藥學上可接受的載體。
49、本發明的有益效果:
50、本發明以gpld1作為精卵識別調控的關鍵分子,通過調控其表達水平,直接作用于精子與卵母細胞膜識別與結合過程,實現對精卵識別環節的分子層面干預,提高受精過程的穩定性和可控性。
51、通過在卵母細胞或受精體系中過表達gpld1,可以顯著下調精卵識別蛋白juno的蛋白表達水平,可顯著提高體外受精過程中正常受精(2pn)比例,并同步提升胚胎卵裂率和囊胚形成率,表明gpld1的上調有利于精卵正確識別及后續胚胎發育潛能的整體提升。