虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用

本发明属于精原干细胞体外培养，尤其涉及一种虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用。

背景技术：

1、水牛是我国南方地区重要的家畜，具有役用、肉食及乳用等价值，但其生育能力差、繁殖率低下，优质水牛数量少，因此，需要将新的技术应用于水牛育种与繁殖中进行改良，从而获得大规模的优良水牛品系。精原干细胞(spermatogonial stem cells，sscs)是水牛创新种质资源制备和种质保存的理想种子细胞，由于其在医学、畜牧学等领域的广阔应用前景，受到越来越多的关注。精原干细胞位于睾丸曲细精管基膜上，能够不断地进行自我更新和分化，也是唯一能将遗传信息传递给下一代的成体干细胞。在细胞体外长期培养时，精原干细胞易受到外界环境的刺激，细胞代谢改变，从而导致细胞膜损伤、线粒体功能损伤等，最终导致细胞凋亡。

2、线粒体是细胞重要的能量和生物合成工厂，它们不仅是细胞的“动力源”，也是多种关键代谢过程如氧化磷酸化、三磷酸腺苷合成等发生的场所，具有能量转换、三羧酸循环、细胞钙浓度调节、脂质代谢、细胞凋亡和细胞信号转导等重要生物学功能。由于线粒体缺少防护功能，因此，极易收到各种因素的攻击而导致其功能异常。线粒体功能异常是指由于线粒体内膜受到破坏、酶活性降低等引起的能量代谢障碍，进而导致一系列相互作用的损伤过程，最终引起细胞功能降低或凋亡。

3、虫草素(cordycepin)又称虫草菌素、蛹虫草菌素、3’-脱氧腺苷(3’-da)，是第一个从真菌中分离出来的核苷类活性物质，为天然中药材冬虫夏草的活性成分之一。虫草素具有广泛的药理作用，具有降脂、调节免疫、清除自由基、抗肿瘤、抗白血病、抑制血管内平滑肌细胞增生、抗缺血再灌注损伤等作用。最近有研究表明，虫草素可以通过调节mapk信号通路发挥神经保护作用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用。

4、保护是缓解水牛精原干细胞中线粒体的功能损伤。

5、缓解是通过提高线粒体膜电位、提高线粒体融合相关基因的表达水平、抑制线粒体裂解相关基因的表达水平来实现的。

6、融合相关基因是mfn-1、opa-1，裂解相关基因是fis-1、drp-1。

7、保护是缓解水牛精原干细胞在体外培养中的细胞凋亡。

8、缓解通过调控凋亡相关基因实现的。

9、凋亡相关基因是bcl-2、bax。

10、水牛精原干细胞体外培养基，含有虫草素。

11、上述水牛精原干细胞体外培养基，以dmem/f12基础液为基础，并添加以下组分：fbs、gdnf、gfrα-1、fgf2、lif、β-me和虫草素。

12、上述水牛精原干细胞体外培养基，按以下进行配制：fbs10％、gdnf 40ng/ml、gfrα-1 150ng/ml、fgf2 40ng/ml、lif 100ng/ml、β-me 0.1mm、虫草素1.25μm。

13、针对目前水牛精原干细胞体外增殖相关研究缺乏的问题，发明人经研究发现，虫草素可以保护体外培养中水牛精原干细胞。据此，发明人还建立了相应培养基，即在基础培养液中添加虫草素。研究表明，优化后的体外培养体系，可以通过提高线粒体膜电位、提高线粒体融合相关基因的表达水平、抑制线粒体裂解相关基因的表达水平，进而缓解水牛精原干细胞中线粒体的功能损失、克服线粒体动力学失衡；同时，可以通过调控凋亡相关基因，进而缓解水牛精原干细胞在体外培养中的细胞凋亡。据此，本发明在水牛遗传改良或雄性种质资源保存方面具有潜在应用价值。

技术特征：

1.虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述保护是缓解水牛精原干细胞中线粒体的功能损伤。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述缓解是通过提高线粒体膜电位、提高线粒体融合相关基因的表达水平、抑制线粒体裂解相关基因的表达水平来实现的。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述融合相关基因是mfn-1、opa-1，裂解相关基因是fis-1、drp-1。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述保护是缓解水牛精原干细胞在体外培养中的细胞凋亡。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述缓解通过调控凋亡相关基因实现的。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述凋亡相关基因是bcl-2、bax。

8.一种水牛精原干细胞体外培养基，其特征在于含有虫草素。

9.根据权利要求8所述的水牛精原干细胞体外培养基，其特征在于以dmem/f12基础液为基础，并添加以下组分：fbs、gdnf、gfrα-1、fgf2、lif、β-me和虫草素。

10.根据权利要求9所述的水牛精原干细胞体外培养基，其特征在于按以下进行配制：fbs10％、gdnf 40ng/ml、gfrα-1 150ng/ml、fgf2 40ng/ml、lif 100ng/ml、β-me0.1mm、虫草素1.25μm。

技术总结
本发明公开了虫草素在保护体外培养中水牛精原干细胞中的应用。据此，发明人还建立了相应培养基，即在基础培养液中添加虫草素。研究表明，优化后的体外培养体系，可以通过提高线粒体膜电位、提高线粒体融合相关基因的表达水平、抑制线粒体裂解相关基因的表达水平，进而缓解水牛精原干细胞中线粒体的功能损失、克服线粒体动力学失衡；同时，可以通过调控凋亡相关基因，进而缓解水牛精原干细胞在体外培养中的细胞凋亡。据此，本发明在水牛遗传改良或雄性种质资源保存方面具有潜在应用价值。

技术研发人员：杨小淦,马妍雨,尚江华,梁兴伟,黄炜乾,李孟琪
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17