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卵母细胞作为雌性哺乳动物的生殖细胞,其有序发育受到复杂而精细的内外调节,以保证动物后代的繁殖质量[1]。 卵母细胞的体内发育以卵泡为基础。 在卵泡中,卵母细胞形成致密的透明带结构来保护自身,但同时也阻断了卵母细胞与周围颗粒细胞之间的直接沟通【2】。 那么,卵母细胞如何克服透明带的屏障,进而调控卵泡的发育和雌性的有序繁殖呢?
近日,中国农业大学生物学院张华教授团队发表题为《- by in mouse》的文章(张艳副教授和王晔博士为共同第一作者)。 本文结合转基因动物和高分辨率显微技术求医网,发现了源自哺乳动物卵母细胞的独特微绒毛系统,并阐明其介导卵母细胞分泌因子(OSF)的释放,进而阐明其功能精细调节卵泡发育和女性生殖寿命[3]。
在这项研究中,张华团队利用细胞膜示踪的基因修饰荧光报告小鼠,系统地观察和探索了小鼠卵母细胞透明带中的微绒毛。 研究发现透明带中有两种细胞源性微绒毛结构,一种是众所周知的颗粒细胞源性跨透明带突起(cell,GC-TZPs),另一种是卵细胞。 相对少量的胚芽衍生的“蘑菇”微绒毛(Oo-Mvi),其顶端有肿胀的囊泡(图 1)。 进一步,研究利用高精度活细胞成像技术发现Oo-Mvi在卵母细胞中具有一系列特定的细胞行为,例如囊泡的动态破裂,提示Oo-Mvi可能是卵母细胞在调节外部环境。 微环境的相关结构。
图1 卵母细胞膜示踪基因修饰荧光报告小鼠结合高分辨率成像观察到的卵母细胞表面“蘑菇”微绒毛结构
接下来,研究对从透明带蛋白谱中获得的高表达绒毛形成相关蛋白[5]进行了卵母细胞特异性敲除,发现卵母细胞缺失(Rdx)基因导致卵母细胞表面微绒毛结构的缺失而雌性小鼠则出现一系列生育障碍,包括卵母细胞和卵泡发育迟缓、GC-TZP构建失败、卵巢中卵泡加速丢失,最终导致雌性卵巢早衰。 进一步的机理研究发现卵子的发育过程,卵母细胞中调节卵泡发育的关键分泌因子GDF9可以在Oo-Mvi的囊泡结构中特异富集,而Rdx敲除小鼠卵母细胞中的GDF9等分泌因子不能发生积累的现象,因为相关实验证实Oo-Mvi具有丰富和介导卵母细胞分泌因子高效排出的功能,进而参与卵泡发育和女性生殖寿命的调节。
上述工作首次揭示了哺乳动物卵母细胞精细调控卵泡发育的结构基础,为卵泡发育和选择中的两细胞对话系统提供了关键谜题。 通过本研究阐明,在卵泡发育过程中,卵母细胞透明带内的微绒毛通过调节卵母细胞与颗粒细胞之间有序高效的通讯,优化卵泡的发育命运,平衡卵泡在卵巢中的生存。而死亡则达到了选择最佳卵泡发育、为后代繁殖提供最佳卵母细胞的目标(图2)。
图2 卵母细胞微绒毛功能图
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制作者:十一
参考
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[5] , S. & , S. of Ezrin// (ERM)- 在 ERM 中。 J.细胞生物学。 145, 1497-1509 (1999)。 DOI:10.1083/jcb.145.7.1497