皮质颗粒在评估卵母细胞胞质成熟中的相关应用

皮质颗粒在评估卵母细胞胞质成熟中的相
关应用
108内蒙古中医药
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皮质颗粒在评估卵母细胞胞质成熟中的相关应用
曾彬李慕军
摘要:卵母细胞的成熟包括细胞核和胞质的成熟.目前无公认标准对卵母细胞胞质成熟度进行评估.皮质颗粒的增殖和特征性分布
是常用于评估卵母细胞胞质成熟的重要指标.本文主要对皮质颗粒评估卵母细胞胞质成熟度的可行性和相关应用作一综述.
关键词:皮质颗粒;皮质反应;卵母细胞胞质成熟
中图分类号:R711.6文献标识码:A文章编号:1006—0979(2010)08—0108—03 Thecorticalgranuleinoocytecytoplasmmaturityandtherelatedapplications Abstract:Thematureoocyte,includingthenucleusandcytoplasmtomature.Therearenogen erallyacceptedstandardsforOOCytCcytoplasmic
maturityassessment.However,theproliferationofcorticalgranulesandthecharacteristicdis tributioniscommonlyusedintheassessmentof ooeytecytoplasmimportantindicatorofmaturity.Thispaperwillevaluateusingcorticalgran uleinoocytecytoplasmaboutthematurityofthe feasibilityandrelatedapplications.
Keywords:corticalgranule;corticalreaction;OOCytecytoplasmicmaturity
卵母细胞的成熟是指卵母细胞获得恢复减数分裂以及进一
步发育到第二次减数分裂,为受精及胚胎发育做准备的过程,是
完成正常受精及早期胚胎发育的必需条件,包括细胞核和细胞质
的成熟.第一次减数分裂的完成预示着胞核成熟,在卵母细胞体
外培养过程中第一极体的排出是临床上判断胞核成熟的指标.但
目前研究人员对卵胞浆成熟的机制尚不清楚,也无一个用于评价
胞浆成熟程度的公认标志.许多研究表明卵母细胞生长与众多细胞质中细胞器的重定位和调整有关.皮质颗粒是卵母细胞所特有的细胞器,卵母细胞成熟时其在质膜下呈线状分布,这对保证单
精人卵及胚胎正常发育具有重要意义.因而皮质颗粒增殖及沿质膜成线形排列被认为是卵母细胞胞浆成熟的重要指标之一_1_.
1皮质颗粒的分布与迁移
皮质颗粒是一种直径0.2um一0.6um由膜包围的小泡状细胞
器,是高尔基复合物的产物,其主要成分有:①酶类:蛋白酶(如类
胰蛋白酶,参与透明带反应),N一乙酰苷酶氨基葡萄糖,卵过氧化
物酶;②糖基化物质(如甘露糖基等);③蛋白质:p75和肝素结合
胎盘蛋白等[31.
在卵母细胞生长期间,许多细胞器发生核极化而分布在核的
周围.在成熟过程中,又发生细胞器的再定位.卵子成熟后,除皮
质颗粒外,其他细胞器又向卵子中央迁移.对猪的卵母细胞研究
发现,随着卵母细胞的发育,高尔基复合体首先分泌产生皮质颗
粒的前体,前内容物经进一步加工,浓缩而形成皮质颗粒,随后皮
质颗粒大量增加,向四周扩散并逐渐迁移到卵细胞膜下.De Lesegno141的研究发现,细胞质中显示成熟的迹象首先表现在皮质区,即为皮质颗粒的迁移.Lopatal~等学者对皮质颗粒的进一步研
究发现在第一次成熟分裂时,皮质颗粒也进入第一极体.皮质颗
粒迁移的动因目前还不明确,多数人认为微丝支持皮质颗粒迁移.如果卵子成熟过程中抑制了微丝聚合,皮质颗粒就不会向胞
广西医科大学第一附属医院生殖医学研究中心(530021)
2010年2月25日收稿
膜迁移[61.抑制了微管合成后,皮质颗粒就不能形成完整的单层. 而是片状附着于细胞膜下,没有分泌功能.迁移至细胞膜下的皮
质颗粒,就会完全脱离微丝的作用.因此,在皮质颗粒释放,卵母
细胞激活的过程中,微丝都未参与.wan等通过观察一些卵母
细胞发现,虽然GVBD(生殖泡降解)后精子穿透可诱导CG释放,
但到MII期CG释放能力才完全成熟,因此认为CG的排放与卵
母细胞的成熟度相关.
2精子入卵与皮质反应
关于精卵质膜融合的原理,目前有两种观点.一种认为是卵
质膜受体介导的过程.由精子表面的配体与卵质膜表面受体结
合,通过激活G一蛋白或蛋白酪氨酸激酶,导致内源性Ca2+释放,使卵子内ca2重复瞬时升高,Ca2+与PKC一起引起膜融合【坷;另有学者认为,精子入卵带人可溶性的卵子激活因子,引起胞内游离
Ca2+浓度升高,从而激活卵子,启动质膜融合系统.
当精子触及卵黄膜时,在接触点膜电荷发生改变并向周围扩
大,整个膜持续去极化数分钟.同时,卵黄膜下的皮质颗粒向卵子
表面移动,在ca"的作用下,皮质颗粒与卵黄膜融合,以胞吐方式
将其内容物排人卵周隙,成为皮质反应.反应从精子人卵处开始,
迅速向卵黄膜四周和透明带扩散.卵质膜发生变化.由于皮质反
应的结果,大部分原来的卵黄膜加入了皮质颗粒膜而发生改组,
此时皮质颗粒所释放的粘多糖与卵黄膜表面紧密相连,在卵子周
围又形成一保护层,就是透明膜,从而改变卵子的表面结构,这种
变化成为卵黄膜反应或卵黄膜封闭作用.结果是组止随后的精子
人卵,从而阻止多精受精的发生.因为皮质颗粒的释放,在受精后
的第二极体内就观察不到皮质颗粒.国内江澍等【嗵过研究人精
子甘露糖受体(purifiedmannosereceptor,PMR)与卵母细胞皮质颗
粒反应的关系,发现PMR作用于卵母细胞表面后,可触发皮质颗
粒反应,并使皮质颗粒部分内容物转移到卵母细胞表面.因此认
为皮质颗粒的释放可能诱导精卵融合的发生.
3皮质颗粒的检测方法
2010年4月109
皮质颗粒的检测主要是直接观察法,以往常使用电子显微镜
和共聚焦显微镜.在透射电镜下观察,皮质颗粒为圆形或椭圆形,
大小不等,外包一层膜,内容物丰富,电子密度大,均匀一致.未成
熟皮质颗粒的电子密度较小.皮质颗粒周围有溶酶体,线粒体,高尔基复合体,内质网和吞饮小泡等,但是皮质颗粒不与它们相连[121
.正常受精卵母细胞激活可见到皮质反应完全,即密集的皮质
颗粒发生肿胀,然后与卵黄膜融合,继之两个相邻的皮质颗粒融合,其内容物出胞通过它与卵黄膜融合的开口进人卵黄周隙.异
常受精可观察到卵黄间隙皮质颗粒没有肿胀,或没有与卵黄膜融合的皮质颗粒,或皮质颗粒内容物没有排出进入卵黄周隙,卵母
细胞没有完全激活或完全激活但减数分裂没有开始等.RazT认
为[13】,不完全的皮质反应会改变皮质颗粒的密度,也许是发生多精受精的原因之一.受精后皮质颗粒的释放程度也可用于评估卵母细胞是否被激活.Schalkofft对有多精受精病史患者的卵母细
胞超微结构进行观察,发现其细胞质中皮质颗粒缺失明显,由此
可见足够量的皮质颗粒是发生正常受精的基础.
Ferreira【珥认为在卵母细胞胞质成熟的过程中,细胞器的重新
分配和细胞骨架动力学的作用是十分重要的,并在电子显微镜下观察超微结构证实.线粒体,核糖体,内质网,皮质颗粒和高尔基复合体从生殖泡期(GV)到减数分裂中期(MII)的成熟过程中,位置会发生变化,这是由于细胞骨架的微丝,微管在胞质中的推动作用. 早在1993年,就有学者采用荧光标记法在荧光显微镜下对
猪的卯母细胞皮质颗粒进行观察,发现与电镜观察的结果相一致.这是因为卵母细胞皮质颗粒含有丰富的半乳糖复合物,可与
凝集素结合,用荧光素标记.常用来标记皮质颗粒的荧光素为异
硫氰酸荧光素联接的花生凝集素(FITC—PNA),此法操作简单,快捷,因此应用广泛.Funahashi㈣用此法标记皮质颗粒观察B一硫基乙醇对卵母细胞的激活作用.目前国内也有学者用该方法标记皮质颗粒用于评估卵母细胞胞质的成熟度l】s]l.
4皮质颗粒与卵母细胞冷冻
在卵母细胞冷冻的过程中,冷冻保护剂和冷冻对细胞骨架系
统的损伤会引起细胞皱缩和变形,皮质颗粒的提前释放和透明带变硬.这些变化都会降低解冻后卵母细胞的存活率,受精率,卵裂
率和胚胎发育潜能.因此,提高卵母细胞冷冻的成功率,关键在于
使用有效的卵母细胞冷冻方法和使卵母细胞在适当的时候受精. 皮质颗粒就成为必不可少的观测指标.
Nottola等[211以皮质颗粒作为观察指标,探索有效的成熟卯
母细胞冷冻保护剂.发现解冻后皮质颗粒的减少常伴随着透明带内密度增加及透明带硬化的出现.通过改变冷冻剂和解冻剂的蔗糖浓度,增加乙二醇作为冷冻保护剂等,都无法提高卵母细胞解
冻后的存活率.Ghelter~=J通过对冷冻的未成熟卵母细胞,成熟卵母细胞和行卯胞浆内单精子显微注射(ICSI)后的受精卵解冻后观察,发现成熟和未成熟卵母细胞的解冻存活率明显低于ICSI后
的受精卵.虽然解冻后的卵母细胞用FITC—PNA标记皮质颗粒在荧光显微镜下观察,荧光明显增加,但在透射电镜下观察皮质颗
粒的数量极大减少.因此,为确保解冻后的卵母细胞能够正常受精,通常采用ICSI.
5皮质颗粒在研究ICSI后受精失败的应用
ICSI技术适用于精子活力,形态及功能明显异常,精卵结合
障碍,有低受精率病史和需要进行植入前遗传学诊断等的患者夫妇.它的应用确实提高了受精率,增加了受孕几率.但是行IcSJ
的卵母细胞不可避免的也会出现受精失败.Bourgain【韧发现正常的ICSI后受精过程包括:ICSI后15min出现的精子在胞浆内的顶体反应(此时精子并未与卵母细胞胞质融合),10miu后发生的皮
质颗粒释放,进而6小时后出现的雌雄原核.因此任何一步不能
正常进行都会发生受精失败.皮质颗粒也就成为研究ICSI受精
失败的重点之一.
Sousat~]对ICSI后受精失败的卵母细胞超微结构进行观察,
发现在卵母细胞皮层,皮质颗粒完整,没有早期或发生不完全皮
质反应的迹象,因此考虑ICSI后受精失败是由于卵母细胞激活
失败所致.Ghetler【25】的研究也发现ICSI后的正常受精卵中,卵母细胞激活是发生皮质反应的必需条件.
6皮质颗粒与未成熟卵母细胞的体外培养
1982年未成熟卵母细胞体外培养成熟技术(invitromatura—
tion,IVM)的出现,挽救了发育中即将退化的卵母细胞,提供卵子
用于体外受精.部分卵子是可以体外成熟并受精卵裂的,但不同
情况下获得的未成熟卵子体外培养过程中的表现大不相同.有研
究表明卯母细胞的卵浆成熟落后于核的成熟,造成细胞核与卵浆
成熟的不同步,是体外成熟卵母细胞质量下降的重要因素.皮
质颗粒的分布和迁移作为评价胞质成熟度的重要指标,可用于对
体外培养的卵母细胞进行检测,探索更完善有效的IVM方法. LiutZ~等为了解体内成熟和体外成熟的卵母细胞胞质上的差
异,通过对皮质颗粒的变化时间和分布顺序进行研究,发现不同
条件下成熟的小鼠皮质颗粒表现不同,在体外成熟度的卵母细胞
中常发现胞浆呈不完全成熟状态.彭宇洪等【2司的实验发现体内发育成熟的卵母细胞皮质颗粒呈环状周边分布,伴随无皮质颗粒区
出现.但是体外发育成熟的卵母细胞皮质,颗粒周边分布比例低,
而且无皮质颗粒区.因此可用卵母细胞皮质颗粒的分布异常预测
其受精及其后发育异常.
Izadyart~的研究表明在体外培养液中添加生长激素可加速卵
母细胞核的成熟,诱导卵丘颗粒细胞扩展,明显增加皮质颗粒的迁移,并促进随后的卵裂和胚胎发育.Bekere~牛卵母细胞的体外培
养液中添加生长激素和血管活性肽,却发现它们对细胞核成熟和
颗粒细胞松散没有作用,反而延缓了胞浆的成熟和皮质颗粒的迁移. 皮质颗粒的增殖和特征性分布可用于评估卵母细胞胞浆成
熟度,在许多相关机制研究中都起着重要的作用.但应该客观的
看到,卵母细胞的成熟是由众多因素影响的,对皮质颗粒的检测
也不能完全了解细胞质成熟的全部过程,因此需要从多角度和多
层次对卯母细胞的胞质成熟进行研究.
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124内蒙古中医药
4.1黄芪针为中药黄芪提取物,有益气养元,扶正祛邪,养心通脉,
健脾利湿作用.对心力衰竭卧床患者能增强免疫力,预防栓塞,改
善心肌供血方面均有良效.
4.2参麦注射液能够扩张冠状动脉以增加其血流量,改善心肌血供;增加交感神经的张力,抑制心肌细胞Na一K一A TP酶的活性, 增强心肌收缩力和传导;抑制缺血再灌注损伤产生的心肌细胞膜中的蛋白激酶的活性,保护缺血的心肌.第五俊祥等用参麦注射
液治疗充血性心力衰竭,结果作用明显.
5心衰电起搏治疗
心衰电起搏治疗通过改善和维持正常的电激动,传导顺序,
保证心脏协调有序的作功,提高心脏的整体舒缩功能,同时心室
起搏电刺激直接作用于心脏作功而减少交感神经兴奋的代偿反应,降低血浆去甲肾上腺素水平,有利于改善衰竭心脏的心室重
构和功能,改善临床症状.多点刺激治疗扩张型心肌病研究(MUSTIC试验)[Sl和近期的InSync多中心随机临床试验,都显示了再同步起搏治疗心衰的益处.
6机械通气
由于严重的心力衰竭,心肌收缩无力,输出量减少,左室舒张
末期容积增加,导致肺淤血是难治性心力衰竭引起低氧血症的主要病理生理过程,机械通气可迅速纠正低氧血症和酸中毒,减少
呼吸作功,缓解.肾上腺素能刺激,减少肺水肿,并保证气道通畅,
有利于吸氧和气道内给药.
7甲状腺激素治疗心衰
管宜春和唐秀媚[91发现心功能Ⅲ,Ⅳ级患者的三碘甲状腺原
氨酸(T3)显着降低,针对心衰时低T3状态,给予甲状腺激素治
疗.取得较好疗效.甲状腺激素治疗心衰机制:①提高心肌舒缩功
能;②减少外周血管阻力;③降低循环中去甲肾上腺素水平.因此
严重心衰时,在传统治疗方案中佐用甲状腺激素,疗效可靠.
8纳络酮治疗心衰
纳络酮naloxone,Nat)治疗心衰可能是通过与内阿片肽竞争
阿片受体,解除内阿片肽对心脏的抑制作用.耿正平【啦用Nal治
疗支气管炎并发心衰,与对照组比较疗效差异显着(P<0.O1).
总之,心力衰竭药物治疗正处于变革时期,应做到合理用药,
以达到少花钱,多获益的原则.
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