合作猪DAZL基因的克隆、表达分析及定位及其在雄性生殖细胞发育中的作用

Cloning, expression analysis and localization of DAZL gene implicated in germ cell development of male Hezuo pig.

作者信息Yuran Tang, Bo Zhang, Haixia Shi, Zunqiang Yan, Pengfei Wang, Qiaoli Yang, Xiaoyu Huang, Jiyou Li, Zike Wang, Shuangbao Gun
PMID37671929
发布时间2023-12
DOI10.1080/10495398.2023.2249953

实验完整度

包含RT-PCR克隆、qRT-PCR、Western blot和免疫组化等表达与定位分析,但缺乏功能验证或机制验证实验。

主要模型

合作猪睾丸组织(30 d、90 d、120 d、180 d、240 d) E.coli DH5α感受态细胞(用于克隆)

重点核对

组织样本来自合作猪五个发育阶段(30 d、90 d、120 d、180 d、240 d)的睾丸 qRT-PCR使用β-actin作为内参基因,采用2−ΔΔCt法计算相对表达量 Western blot使用anti-DAZL抗体(ab215718,1:1000)和anti-beta-actin(bs-0061R,1:2000) 免疫组化使用anti-DAZL抗体(ab215718,1:1000),以PBS替代一抗作为阴性对照 统计采用单因素方差分析,p<0.05为显著,p<0.01为极显著

摘要

无精子症缺失样(DAZL)对于哺乳动物睾丸功能和精子发生至关重要。为了探讨DAZL在合作猪睾丸中的分子特征、表达模式和细胞定位,从30日龄(30 d)、90日龄(90 d)、120日龄(120 d)、180日龄(180 d)和240日龄(240 d)五个发育阶段的合作猪中分离睾丸组织。首先采用RT-PCR方法克隆DAZL cDNA,并使用相关生物信息学软件分析其分子特征。随后,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、Western blot和免疫组织化学评估DAZL的表达模式和细胞定位。克隆和序列分析表明,合作猪DAZL cDNA片段包含888 bp开放阅读框(ORF),编码295个氨基酸残基,与其他一些哺乳动物具有高度同一性。qRT-PCR和Western blot结果表明,DAZL在合作猪睾丸中特异性表达,DAZL的mRNA和蛋白水平在合作猪睾丸的五个生殖阶段均有表达,且90 d、120 d、180 d和240 d的表达水平极显著高于30 d(p < 0.01)。此外,免疫组织化学结果显示,DAZL蛋白主要定位于30 d睾丸中的性原细胞、其他发育阶段的初级精母细胞和精子,以及五个发育阶段的间质细胞。综上所述,这些结果表明DAZL可能通过调节性原细胞的增殖或分化、初级精母细胞和精子的发育以及间质细胞的功能维持,在合作猪的睾丸发育和精子发生中发挥重要作用。然而,这些现象背后的具体调控机制仍需进一步研究和验证。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
DAZL基因在合作猪睾丸发育和精子发生中的分子特征、表达模式及细胞定位是什么?
核心机制
DAZL可能通过调控性原细胞的增殖或分化、初级精母细胞和精子的发育以及间质细胞的功能维持,参与合作猪的睾丸发育和精子发生。
主要证据
通过RT-PCR克隆获得DAZL CDS序列,qRT-PCR和Western blot显示DAZL在合作猪睾丸中特异性高表达,且在90 d、120 d、180 d和240 d表达极显著高于30 d;免疫组化显示DAZL蛋白主要定位于性原细胞(30 d)、初级精母细胞和精子(其他阶段)以及间质细胞(所有阶段)。
研究意义
该研究首次报道了合作猪DAZL基因的分子特征、表达模式和细胞定位,为理解DAZL在猪及其他物种精子发生中的调控机制提供了基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

DAZL基因克隆与序列分析

获取合作猪DAZL基因的CDS序列并分析其分子特征。

从合作猪睾丸组织提取总RNA,逆转录为cDNA,通过RT-PCR扩增DAZL CDS区域,连接至pMD19-T载体并转化大肠杆菌DH5α,筛选阳性克隆测序,并进行生物信息学分析。

2

DAZL组织表达谱分析

检测DAZL在合作猪不同组织中的表达特异性。

提取睾丸、心、肝、脾、肺、肾等组织的RNA,通过qRT-PCR检测DAZL mRNA相对表达水平。

3

DAZL在不同发育阶段睾丸中的表达分析

分析DAZL在合作猪五个发育阶段睾丸中的表达变化。

对30 d、90 d、120 d、180 d、240 d睾丸组织进行qRT-PCR和Western blot检测,比较不同阶段DAZL mRNA和蛋白的表达差异。

4

DAZL蛋白细胞定位分析

确定DAZL蛋白在合作猪睾丸不同发育阶段的细胞类型定位。

对五个发育阶段的睾丸组织进行HE染色和免疫组化染色,观察组织形态及DAZL蛋白的细胞定位。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
TransZol Up试剂TransGen Biotech--
分光光度计Thermo Scientific--
PrimeScript™ RT试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRa--
TIANgel Midi 纯化试剂盒TransGen Biotech--
pMD™19-T载体克隆试剂盒TaKaRa--
大肠杆菌DH5α感受态细胞TransGen Biotech--
2×SYBR Premix Ex TaqTakara--
LightCycler 480II 荧光定量PCR仪Roche--
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗DAZL抗体Abcamab215718
抗β-肌动蛋白抗体Biossbs-0061R
HRP标记二抗Bioss--
增强化学发光试剂盒NCM Biotech--
Histostain™-Plus试剂盒Bioss--
抗DAZL抗体Abcamab215718
DAB显色试剂盒Bioss--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型和组织采集
合作猪为公猪,五个发育阶段:30 d、90 d、120 d、180 d、240 d,每个阶段3头;睾丸采集后一部分-80°C保存,一部分4%多聚甲醛固定。
阅读提示:Materials and Methods - Experimental animals and design
基因克隆
RT-PCR使用DAZL特异性引物(XM_003358321.3),PCR体系含2 µL cDNA、1 µL各引物、10 µL 2×Taq PCR Master Mix、6 µL ddH2O;PCR程序为95°C 5min,30个循环(94°C 30s,58°C 30s,72°C 1min),72°C 10min。
阅读提示:Materials and Methods - Full-length cDNA cloning of DAZL gene, Table 1
qRT-PCR
引物序列见表1,β-actin为内参;反应体系20 µL,含2 µL cDNA,0.8 µL各引物(10 µM),10 µL 2×SYBR Premix Ex Taq,6.4 µL ddH2O;反应程序:95°C 3min,40个循环(95°C 15s,60°C 15s,72°C 20s);三个技术重复和三个生物学重复,2−ΔΔCt法计算表达量。
阅读提示:Materials and Methods - Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR)
Western blot
蛋白提取使用RIPA裂解液和PMSF;BCA法定量;蛋白上样量20 μg,12% SDS-PAGE,转PVDF膜;一抗:anti-DAZL (ab215718,1:1000) 和anti-beta-actin (bs-0061R,1:2000) 4°C过夜;二抗:HRP标记1:2000,37°C 2h;ECL显色。
阅读提示:Materials and Methods - Western blot
免疫组化
石蜡切片脱蜡、抗原修复(0.01 mol/L柠檬酸钠),3% H2O2消除内源性过氧化物酶;封闭30 min,一抗:anti-DAZL (ab215718,1:1000) 4°C过夜;二抗和HRP-链霉亲和素,DAB显色,苏木精复染;阴性对照以PBS替代一抗。
阅读提示:Materials and Methods - Immunohistochemistry