哺乳动物卵母细胞凋亡研究进展

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 ) # & 0 ) ( & 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 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 育与细胞凋亡 & 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 " # Z F 1 0 文献标识码 = 文章编号 % ( / % ! / 0 * ( 0 & % ( % 0 ! * 0 ( * ! & 1
# 哺乳动物卵母细胞的发育与细胞凋亡
# G # 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" 3 $ ! _ ! # 进行一系列有丝分裂而 N # 3 " $ ; OP Q 3 N, Q O O 7 D @ C 7 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
* 0 ( )
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
卵泡内卵母细胞和颗粒细胞之间的信号传导会干扰 , =\D& , @\D 和 >2 分 子 向 卵 泡 卵 母 细 胞 内 转 移 ) 1* 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 8 这也进一步支持了双线期卵 2 G 分子 ! 母细胞比 \+ 期卵母细胞对 T02 0 诱导的细胞凋亡
: 4 O 3 0 9 6/ =: / C / C 1 9W 6 9 N 3 0 1 < @1 0W 3 @@ 3 . 1 3 0A / 9 C 6 M M ;
! ! ! ! ![ \= d $ ; ! $ b V X 6 ! J 6 ; U 2 > @= ! Q C T M >[ $ ! J $ ] M > @@ 6 # ! S R # 6 VT 6 ; ! 7 R ; _ P P " ! # J 2 % . 3 ' 2 $ 3 8 $ # ' % (4 2 # 5 # $ 2! C 8 $ 5 " % $ % ' * + 8 8 * 3 " P 2 + 3< $ # = 2 . + # 3 ! " 8 $ # $ & 0 ) ( & ! " # $ % B :& 9 9! B :; /! 9 N 9)
一直阻滞在这一时期还未等成熟就通过细胞凋亡机 在哺乳动物个体达到性成熟后 ! 在促性腺激 制退化 ( 素的作用下 ! 进入成 熟 分 裂 周 期 而 完 成 第 一 次 减 数 并继续发育至第二次减数分裂直至中期 分 裂! " 即成 为 一 个 成 熟 的 卵 母 细 胞 而 具 N Q $ # 7 $ 7 \+ # +! 有受精能 力 ! 如 果 不 受 精 将 在 \+ 维 持 数 小 时 后 退化
** 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 " ! 损 伤( 活性氧" # J $ " ; ^ $ 5 Q7 ^ 3 Q 7 7 2 G# 3 Q ; , ^ $ 5 Q# J ! < ! # 的产生或抗氧 化 系 统 的 缺 失 都 易 Q -7 Q , $ Q 78 2 G P _ 导致卵母细胞的凋 亡 ! 也有研究表明颗粒细胞的凋
'
# G ! 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
* 0 ! * ' 卵母细胞体外培养研究发现 ! 卵泡 内颗 分子等 )
营养分子及存 粒细胞凋亡和%或卵母细胞生长因子 &
* ! 1* 亡也是评价卵母细胞质量的重要影响因素 ) '
! G & 活性氧 '2 8 2 G持 续 产 生 可 导 致 氧 化 应 激 " 2 G# G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 " N ; ^ 6 3 ; ^ $ # -_ 3 # N # ^ $ ; , ^ # 3 P4 的 不 稳 定 性! \D 9# \D 9 稳定性需要 C " . %的磷酸 化和去磷酸化 ! C , O $ -b % 的分离和降解 等一 系列 过 <
中国畜牧兽医 ! " # $ " # $! % & # ! & ! $ & ! & ! $ S
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%* ' 在哺乳动物中 ! 卵原 细 胞 " # 通过增殖 用) # # # $ ; P
" 猪#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 '
)* 母细胞而形成原始卵泡 ) ' 初级卵母细胞在经第 一
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 %H 的 卵 原 细 胞 " # 进入减 # # # $ ; P 数分 裂 " 3 $ N ; 3 N Q $ # 7 $ 7#产 生 初 级 卵 母 细 胞 " _ < # ! 而成熟卵母细胞由极 少 数 优 势 卵 泡 内 的 卵 # # , ^ Q < 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
* 1 '有研究结果表明增加 可 诱 导 更加敏 感 的 理 论 )
环绕与包裹下形成透明带 " # 而保护卵 S # ;_ Q O O 6 , $ " ; 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
* )* *! E 程) '] $ ` ; 3 $等 * 研究表明应用核抑制剂 " 3 # 7 , # 5 $ !
# G & 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 如果受精过程不能发生 ! 具有第一极体而等待受精 ( 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 在人类随着母体老 母细胞在生殖过程 中 首 先 排 卵 ( 卵母细胞更易朝着有限生殖的结局发 化的发 生 !
收稿日期 0 & % ( ! & ) ! % 1
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%
基金项目 中央高校基本业务费专项资金资助项目 " # d A X ? 0 & % * C % * F& d A X ? 0 & % 1 C & * 0 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 ! $ % F E % ! M ! N ; $ O J $ ; $ N ; 0 (' , # N !% _ P 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 ! $ % F E & ! M ! N ; $ O " J $ R 6 ; 7 R ; -!7 ` 6 ' Q " 6' , 通信作者 < <
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>2 合成酶的表达而产生的 >2 可 诱 导 卵 母 细 胞 的 * *! 1 凋亡 ) '
!Y ! G !3 0L 也是 影 响 卵 母 细 胞 生 理 功 能 的 一 个 重 要 C ; 0L 因素 ' 细胞内 高 水 平 的 C 可诱导有丝分裂细胞 ; 0L 异常高的 C 水平直接导 周期的阻滞和细胞凋亡 ! ; * *! ( 致细胞 的 死 亡 ) ' 小 鼠& 猪和牛卵母细胞体外培 0L 养试验结果表明 ! 载体" # 可增加细胞浆自由 C ; C V 0L 水平 ! 通过线粒体 重 建 和 线 粒 体 膜 的 去 极 化 而 C ; * )* *! / '] 导致 卵 母 细 胞 凋 亡 ) $ ` ; 3 $等 * 研 究 结 果 表 0L 水平诱导活性氧 明! C V是 通 过 增 加 细 胞 内 C ; " # 的产 生 而 导 致 小 鼠 卵 母 细 胞 的 凋 亡 ! 8 2 G , =\D 0L 和, 水平而诱导 @\D 水 平 的 降 低 也 可 增 加 C ; 8 2 G 产生 '
$= !` : D < C ? 3 9 C # ^ # 7 $ 7$ 7_ 3 # 3 ; NN Q ", Q O O" Q ; ^ R_ 3 # , Q 7 7 R $ , R_ O ; 7; -$ N # 3 ^ ; ^3 # O Q$ -^ R Q _ _ P < _ 3 # , Q 7 7# 4" Q 5 Q O # N Q ^# 4P Q 3 N, Q O O 7 ' V -^ R Q_ 3 # , Q 7 7# 4P 3 # ` ^ R; "" Q 5 Q O # N Q ^# 4N ; NN ; O $ ; _ _ _ ! ! # # , ^ Q 7 $ -; " " $ ^ $ # -^ #^ R QN ; ^ 6 3 Q# 5 6 O ; ^ $ # -4 Q 3 ^ $ O $ S ; ^ $ # -# 4 ^ R Q# # , ^ Q 7 ^ R Q# ^ R Q 3 7; 3 Q; # ^ # ^ $ , < < _ _ ; ^" $ 4 4 Q 3 Q ^ 7 ^ ; Q 7# 4 4 # O O $ , 6 O ; 3# # , ^ Q 7 ' ] R $ 7_ ; Q 37 6 NN ; 3 $ S Q 7 ^ R Q3 Q 7 Q ; 3 , R_ 3 # 3 Q 7 7# 4" Q 5 Q O # ! P < _ P _ ! ; "O ; 7; N Q ^# 4 ^ R QN ; $ -; # ^ # 7 $ 7N Q , R ; $ 7 N; "; # ^ # 7 $ 7_ ; ^ R ` ; 4N ; NN ; O $ ; -# # , ^ Q 7 < _ _ _ _ <# < 4 # 6 " ; ^ $ # -4 # 3 4 6 3 ^ R Q 37 ^ 6 " $ 3 # ` ^ R! " Q 5 Q O # N Q ^; "# 5 6 O ; ^ $ # -N Q , R ; $ 7 N# 4# # , ^ Q 7 ' < PP _ < $N ( ( ( E 6 / ? 4 < $ ^ # , R # " 3 $ ; " Q ; ^ R3 Q , Q ^ # 3 7 # # , ^ Q ; # ^ # 7 $ 7 _ < _ _ ;F 即 卵 子! 哺 乳 动 物 卵 巢 主 要 是 生 成 卵 细 胞 " 和 分 泌 性 激 素! 从 而 实 现 卵 泡 的 发 育& 排 卵& # 5 6 N# 受精及早期胚胎发育 ' 细胞凋亡 " # 是细 胞 ; # ^ # 7 $ 7 _ _ 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 " # 的发生过程中具有重要作 Q 3 N, Q O O 7 P