骨形态发生蛋白信号在牛早期胚胎发育中的作用及卵泡抑素的阶段特异性胚胎促进作用

阐明调控早期胚胎发育的分子因子及其功能机制，对于理解单胎物种（牛、人）早期妊娠失败的原因至关重要。我们先前已表征了TGF-β超家族结合蛋白卵泡抑素在牛早期胚胎发育中具有阶段特异性促进作用。由于卵泡抑素在牛胚胎中的作用与其经典的抑制激活素活性无关，其介导这种促胚胎效应的机制尚不明确。除了激活素，已知卵泡抑素还能结合并调节骨形态发生蛋白的活性，后者通过SMAD1/5通路传导信号，并在其他哺乳动物物种中调控早期胚胎发生的多个方面。本研究旨在表征牛早期胚胎发育过程中BMP信号通路的活性和功能需求，并探究卵泡抑素是否通过BMP信号通路发挥其阶段特异性促胚胎作用。免疫染色和蛋白质印迹分析表明，SMAD1/5信号在牛胚胎基因组激活后被激活。然而，第1-3天的卵泡抑素处理降低了培养胚胎中磷酸化SMAD1/5的丰度。使用药理学抑制剂和/或慢病毒介导的抑制性SMAD6过表达来抑制活跃的SMAD1/5信号（8-16细胞至囊胚期）表明，SMAD1/5信号对于囊胚形成、首次细胞谱系决定以及TE细胞标记物CDX2的mRNA和蛋白调控是必需的。研究还发现，SMAD1/5信号对于卵泡抑素在胚胎发育第4-7天（而非第1-3天）的促胚胎作用是必需的，这提示卵泡抑素在牛胚胎中具有调控SMAD1/5信号的作用。