中国畜牧兽医卷期阻滞这些双线期卵母细胞同外周颗粒细胞环绕与包裹下形成透明带 53$ 而保护卵子的发育因哺乳动物物种和卵泡内激素环境的不同卵母细胞双线期阻滞持续的时间也不相同由几个月到几十年不等然而大多数初级卵母细胞就一直阻滞在这一时期还未等成熟就通过细胞凋亡机制退化在哺乳

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缠娄
7 years ago
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1 中国畜牧兽医 5! " # 哺乳动物卵母细胞凋亡机制研究进展马鲜平毕俊萱龙安格陈奕熹滕果洲易华山西南大学荣昌校区动物医学系重庆摘要细胞凋亡是细胞程序性死亡过程在生殖细胞的发生过程中具有重要作用哺乳动物卵母细胞在生长发育过程中除排卵受精的成熟卵母细胞外其他卵母细胞在卵泡发育的不同阶段凋亡作者综述了卵母细胞的发育与细胞凋亡细胞凋亡的主要参与分子及凋亡途径等研究进展旨在为进一步研究哺乳动物卵母细胞的生长发育和排卵机制提供帮助关键词线粒体死亡受体卵母细胞细胞凋亡中图分类号. 文献标识码文章编号 (23+6 (($54$86$%4 *!!&"# +&'#'*&&!2!!&'',+!'+%%%!2!3334!3%%<44 %!!343!3%%"3#33"23!3%843!3%%"2!<43#33" 3%43$!3#$"3!5"433%4343!%!3 "3!3%23%""$!3%4%3!%$!53%43!3%3!4!2!3%%"3#3 3"43%%34%%%4<"3%% "$"!"$!43!%$22!<43#33#$34%"3% -$."4!34!33!%3%% 哺乳动物卵巢主要是生成卵细胞即卵子 #$ 和分泌性激素从而实现卵泡的发育排卵受精及早期胚胎发育细胞凋亡 %% 是细胞程序性死亡过程是生命发育过程中的基本现象在生殖细胞 23! 3% 的发生过程中具有重要作用在哺乳动物中卵原细胞 2 通过增殖和分化形成初级卵母细胞一个初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成一个次级卵母细胞次级卵母细胞减数第二次分裂形成一个成熟卵母细胞即卵细胞不到 0 的卵原细胞 2 进入减数分裂 3%% 产生初级卵母细胞!! 3 而成熟卵母细胞由极少数优势卵泡内的卵母细胞发育而成在卵巢卵泡发育过程中绝大部分卵泡闭锁退化到排卵时只有一个几个或十几个猪超过...0 的卵母细胞在卵子发生的不同阶段发生凋亡作者就哺乳动物卵母细胞发育主要凋亡分子及凋亡通路等方面的研究进展进行了综述哺乳动物卵母细胞的发育与细胞凋亡 / 原始生殖细胞与初级卵母细胞的发育在哺乳动物胚胎发育时期原始生殖细胞!!23!3%,(+% 进行一系列有丝分裂而大量增殖分化为卵原细胞通过有丝分裂而大量增殖后进入卵原细胞的第一次减数分裂成为初级卵母细胞而形成原始卵泡初级卵母细胞在经第一次减数分裂的分裂前期的各个阶段后直到出生前都阻滞在第一次减数分裂的双线期阶段也叫前收稿日期基金项目作者简介马鲜平.- 女甘肃文县人硕士讲师研究方向家畜解剖学及组织胚胎学 2 通信作者易华山.- 男甘肃临夏人博士讲师研究方向细胞遗传与细胞工程 4$%4%<$3$

2 中国畜牧兽医卷期阻滞这些双线期卵母细胞同外周颗粒细胞环绕与包裹下形成透明带 53$ 而保护卵子的发育因哺乳动物物种和卵泡内激素环境的不同卵母细胞双线期阻滞持续的时间也不相同由几个月到几十年不等然而大多数初级卵母细胞就一直阻滞在这一时期还未等成熟就通过细胞凋亡机制退化在哺乳动物个体达到性成熟后在促性腺激素的作用下进入成熟分裂周期而完成第一次减数分裂并继续发育至第二次减数分裂直至中期 3%% 即成为一个成熟的卵母细胞而具有受精能力如果不受精将在维持数小时后退化 / 卵母细胞发育与微环境卵母细胞是在卵泡内成熟的卵泡细胞主要包括膜细胞颗粒细胞和卵丘细胞这些卵泡细胞为阻滞期的卵母细胞提供营养生长成熟的因子及信号分子等卵母细胞体外培养研究发现卵泡内颗粒细胞凋亡和或卵母细胞生长因子营养分子及存活因子的剥夺都导致卵母细胞的凋亡在体外颗粒细胞可有效地保护卵母细胞免予氧化应激 #3%!3%% / 损伤活性氧!3#3 23%33%& / 的产生或抗氧化系统的缺失都易导致卵母细胞的凋亡也有研究表明颗粒细胞的凋亡也是评价卵母细胞质量的重要影响因素 / 卵母细胞的成熟与排卵卵泡发育至排卵期囊状卵泡破裂产生处于阻滞在期的优势卵母细胞一旦排卵这些卵泡具有第一极体而等待受精如果受精过程不能发生在排卵后老化或随后的期自发激活进入卵母细胞的阻滞或细胞凋亡研究结果表明好的卵母细胞在生殖过程中首先排卵在人类随着母体老化的发生卵母细胞更易朝着有限生殖的结局发展因此人类和哺乳动物卵子发生过程中生殖细胞的消除及卵巢存贮的生殖细胞衰竭过程中细胞凋亡扮演一个非常重要的角色卵母细胞凋亡的细胞内环境与主要参与分子 / 颗粒细胞与内部微环境颗粒细胞决定卵母细胞生存的内部微环境卵母细胞发育所需的各种信号分子生存因子和生长因子的剥夺都易激发卵母细胞的凋亡研究结果表明过早的移除包裹于卵母细胞周围的颗粒细胞或颗粒细胞的凋亡都影响卵母细胞的减数分裂和发育而增加卵泡内卵母细胞凋亡的敏感性降低卵泡内卵母细胞和颗粒细胞之间的信号传导会干扰,(, 和分子向卵泡卵母细胞内转移的水平这些信号分子的降低可激发双线期的卵母细胞产生 & / 分子这也进一步支持了双线期卵母细胞比期卵母细胞对 6 诱导的细胞凋亡更加敏感的理论有研究结果表明增加可诱导合成酶的表达而产生的可诱导卵母细胞的凋亡 /! ; + 也是影响卵母细胞生理功能的一个重要因素细胞内高水平的 + 可诱导有丝分裂细胞周期的阻滞和细胞凋亡异常高的 + 水平直接导致细胞的死亡小鼠猪和牛卵母细胞体外培养试验结果表明 + 载体 +8 可增加细胞浆自由 + 水平通过线粒体重建和线粒体膜的去极化而导致卵母细胞凋亡 <! 等研究结果表明 +8 是通过增加细胞内 + 水平诱导活性氧 & / 的产生而导致小鼠卵母细胞的凋亡, 和 (, 水平的降低也可增加 + 水平而诱导 & / 产生 / 活性氧 & / 持续产生可导致氧化应激 / / 降低了双线期和阻滞期卵母细胞内的存活因子和诱导促成熟因子 $!!2"!,' 的不稳定性,' 稳定性需要 + 的磷酸化和去磷酸化 +> 的分离和降解等一系列过 - 程 <! 等研究表明应用核抑制剂!%# 3 抑制 + 的活性诱导减数分裂细胞周期阻滞和凋亡很可能是通过调节,' 异源二聚体水平而实现的,' 的不稳定性可从阻滞期激发自发的通道持续降低,' 的不稳定水平可激发卵母细胞的凋亡近年研究结果表明 / 压力是导致卵母. 细胞凋亡的主要因素之一 / 细胞色素细胞色素 + 从细胞内释放激活细胞内相关凋亡 +%%3 的上调或下调而导致卵母细胞的凋亡 +%%3 是半胱氨酸天冬氨酸酶依赖的家族活化的 +%%3 剪切细胞内的多肽导致细胞内. 结构破坏而导致细胞凋亡在卵母细胞内活化的 +%%3 可特异性地降解底物的结构和特定蛋白导致 ) 损伤而产生 -1) 73!. 产生卵母细胞凋亡特征 /1 分子排卵后的卵母细胞在体内和体外培养条件下

3 期马鲜平等哺乳动物卵母细胞凋亡机制研究进展, 水平的降低可导致 & / 的产生及抗凋亡因子 > 表达的下调 > 因子的降低导致促凋亡因子如 > 蛋白和 > 杀伤蛋白 >2%!3!> 及 >6 等的增加而导致卵母细胞凋亡这些促进卵母细胞间接发生细胞凋亡的因子被称为促凋亡因子这些促凋亡因子是哺乳动物卵巢中细胞凋亡所必需的介质分子而细胞凋亡的进行使卵母细胞不断从卵巢生殖细胞贮存中消耗卵母细胞的凋亡通路哺乳动物卵母细胞的凋亡研究中线粒体凋亡途径 4!4< 以 & / 的产生而介导死亡受体途径 34!33!4< 以 '%7 和 ' 作用于相应的受体而激发细胞表面的死亡受体死亡受体的激活及 +%%3 的参与导致卵母细胞凋亡而内质网途径 3%!3$$ 4< 研究相对较少 / 线粒体凋亡内源性通路线粒体凋亡内源性通路又称线粒体凋亡通路在卵母细胞中细胞色素 + 凋亡诱导因子 %% $2"!8'>>6 蛋白等位于线粒体内膜空间 3!31!3%38/ 卵母细胞内, 及 (, 水平的降低导致 & / 水平升高细胞内自由 + 水平及 +8 可诱导卵母细胞产生 6 这种 & / 水平的增加调控线粒体膜 >> 蛋白的表达水平而影响线粒体膜电位变 - 化在 >6 蛋白如一种截短的 >8) >8) 可诱导 > 的过表达 > 蛋白从细胞质转位到线粒体 > 蛋白通过寡聚化诱导线粒体内膜的通透性发生改变使线粒体 8/ 中细胞色素 + 蛋白释放这些从 8/ 释放的细胞色素 + 同细胞内凋亡蛋白酶激活因子 " 结合而激活 +%%3. 活性再进一步激发下游的凋亡级联反应随着效应 +%%3+%%3 的激活而激发线粒体凋亡途径 / 死亡受体介导的外源性通路在外源性凋亡途径中死亡信号的转导依赖于死亡配体 342% 与受体 34!33! 的结合及受体的死亡效应结构域 34 3"3! )) 与信号转导分子的结合细胞死亡信号蛋白 '%7 和 ' 黏附到与其同源的细胞表面的受体分子 '% 和 '& 研究结果表明截短的 4! 磷酸化 + 分子同细胞周期蛋白 > 使,' 不稳定促使 '%7 介导的卵母细胞的凋亡 '%7 浓度的升高导致 '% 受体的三聚化及 ')) 链接分子的招募形成死亡效应结构域在 ')) 招募中 +%%3- 酶原寡聚化而激活线粒体细胞凋亡途径研究结果表明在凋亡刺激下颗粒细胞 %'%7 释放经 ),6 氧化酶激活而产生氧化应激激活 '% 凋亡通路激活的 '% 再激发 + 释放而激活钙离子钙调素依赖的蛋白激酶 + 和 +%%3 活性 + 的激活又促进了 + 释放而激活 +%%3 活性而导致卵母细胞的凋亡因此 '%7'% 信号调控通路是通过氧化应激产生 + 释放和 +%%3 活. 性的激活卵母细胞在受到死亡信号刺激如 ) 损伤化疗试剂 9 照射失去了赖以生存的生长因子细胞周期阻滞毒素和, 不足等刺激时可通过死亡受体介导的 +%%3- 激活 > 将凋亡信号转导至线粒体途径这些促凋亡的 >6 蛋白 >8) 在卵巢内也扮演着细胞凋亡的关键调控因子是线粒体途径和死亡受体途径的纽带 / 内质网凋亡途径内质网 3%!3$$& 是卵母细胞内重要的细胞器参与蛋白合成折叠和寡聚化钙的存储脂类代谢类固醇代谢的合成等内质网应激 3%!3$$%!3%%&/ 也就是一些病理生理刺激如氧化应激缺血缺氧钙稳态紊乱辐射及线粒体功能紊乱及病毒感染等可导致内质网腔内未折叠与错误折叠蛋白的蓄积及 + 平衡紊乱而导致细胞凋亡研究已表明在卵母细胞的 &/ 包括 1 基因的激活转录通路 ::9 激活通路及内质网特有的半胱氨酸蛋白酶 +%%3 凋亡通路 +6, 通路是通过诱导 '' 及 ' 而激发卵母细胞的凋亡 ::9 通过 -, 和的激活而调节下游凋亡相关基因的转录和表达而激活死亡受体途径及线粒体凋亡途径在正常细胞中 +%%3 以无活性的酶原形式存在于内质网中是介导内质网应激凋亡的关键分子如 +!3$ 是内质网腔主要的结合 + 的分子伴侣调节细胞内 + 的动态平衡在 &/ 损伤刺激下 + 动态平衡被破坏 +%%3 酶原通过 8& 的磷酸化激活 &' 及 / 活性而使 +%%3 酶原被激活活化的 +%%3

4 中国畜牧兽医卷与其他应激分子激活 +%%3. 酶原及 +%%3 酶原而引致细胞凋亡展望大量的卵母细胞在卵子发生的不同阶段通过细胞凋亡而调控卵母细胞的成熟与排卵但对卵母细胞细胞凋亡进程中参与的凋亡分子及其在凋亡途径中的作用机制有待进一步深入研究特别是卵母细胞在双线期期期及阻滞期是如何被诱导调控细胞凋亡的机制亟需深入研究内质网作为信号传导的枢纽 &/ 在细胞凋亡过程中也发挥着重要作用因此亟待卵母细胞内内质网介导的凋亡通路的深入研究以完善卵母细胞内细胞凋亡通路及其调控机制研究表明赭曲霉毒素通过上调及的表达激活细胞凋亡而影响小鼠卵母细胞的成熟及胚胎的发育糖皮质类激素通过激活 '% 细胞凋亡通路而诱导卵巢细胞的凋亡如类胰岛素类生长因子脑源性神经营养因子及糖皮质激素受体在颗粒细胞内的表达促进在血清和卵巢中糖皮质激素水平的提高出现卵丘细胞和颗粒细胞及卵母细胞的凋亡印楝质农药是目前极有发展前途的植物源生物农药以其优秀的杀虫特性逐渐受到重视但印楝叶提取物可诱导 & / 产生及线粒体介导小鼠卵泡中颗粒细胞及卵泡细胞的凋亡卵母细胞的凋亡是卵巢内生殖细胞清除的主要因素之一对哺乳动物雌性动物包括人类的生育具有重要的影响胚胎干细胞的发现开辟了一个新的研究卵子发生的方法可通过卵巢干细胞来增加卵母细胞的数量而进行一系列的研究但重点是阻止卵母细胞由于环境的变化病理条件下或药物治疗而通过凋亡从卵巢中丧失及如何将卵巢内卵母细胞早期的损失进行有效的保护获得大量高质量的卵母细胞以提高哺乳动物包括人类的繁殖状况参考文献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% ()* )+ #! # T&'!"#%& '+,$ C 4 0% 50-0&50& % &. & C0% 7 &&04 T&' "# T&' '. 7 &52. 4% 7 47.)'% )& AL T&' 2 -.5% '. 7 &52. 4% 7 47.)'% )-

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