人类卵子是如何做到在卵巢中休眠数十年后而不丧失繁殖能力
2022-11-30 16:30:26来源：cnBeta
卵细胞如何在不失去繁殖能力的情况下进入休眠状态的谜团已被CRG的研究人员解开。根据发表在《自然》上的基因组调控中心(CRG)的研究显示，未成熟的人类卵细胞会绕过一个被认为是产生能量所必需的关键代谢过程。
这些细胞修改了它们的新陈代谢进而停止产生活性氧，而这些危险的分子可能会积累起来、损害DNA并导致细胞死亡。该研究解释了人类卵细胞如何在卵巢中休眠长达50年而不失去其繁殖能力。
该研究的论文第一作者、CRG的博士后研究员Aida Rodriguez博士解说道：“人类在出生时就拥有了一生中所有的卵细胞供应。由于人类也是最长寿的陆生哺乳动物，卵细胞必须保持原始状态同时还要避免几十年的磨损。我们发现，这个问题是通过跳过一个基本的代谢反应来解决的，这个反应也是细胞受损的主要来源。作为一种长期的维护策略，这就像把电池置于待机模式。这代表了一种在动物细胞中从未见过的全新模式。”
人类卵子在胎儿发育过程中首先在卵巢中形成，在那里经历了不同的成熟阶段。在这一过程的早期阶段，被称为卵母细胞的不成熟卵细胞进入细胞停滞期并在卵巢中休眠长达50年。就像所有其他真核细胞一样，卵细胞也有线粒体，它们利用线粒体来产生能量以满足其在休眠期的需求。
通过利用活体成像、蛋白质组学和生物化学技术的混合物，研究人员发现人类和非洲爪蟾卵母细胞中的线粒体使用替代的代谢途径来创造能量，这在以前的其他动物细胞类型中是没有观察到过的。
一种被称为复合物I的复合蛋白和酶是“守门员”，它启动了线粒体中产生能量所需的反应。这种蛋白质是基本的并在构成从酵母到蓝鲸的生物体的细胞中工作。然而研究人员发现，复合物I在卵细胞中几乎不存在。已知的唯一其他类型的细胞在复合物I水平耗尽的情况下也能存活，这就是构成寄生植物槲树的所有细胞。
据该研究的作者介绍称，该研究解释了一些患有跟复合物I有关的线粒体疾病如莱伯氏遗传性视神经病的女性跟患有影响其他线粒体呼吸复合物的女性相比没有经历生育能力的降低的原因。
这些发现还可能为帮助保存接受癌症治疗的病人的卵巢储备带来新策略。“复合物I抑制剂此前已被提议作为一种癌症治疗方法。如果这些抑制剂在未来的研究中显示出前景，那么它们有可能针对癌细胞并与此同时保留卵母细胞，”该研究的论文第一作者、CRG细胞与发育生物学项目组组长Elvan Böke博士解释道。
卵母细胞跟其他类型的细胞有很大的不同，这是因为它们必须在寿命和功能之间取得平衡。研究人员计划继续这一研究方向并揭开卵母细胞在缺乏复杂I的情况下长期休眠时使用的能量来源，其目的之一是了解营养对女性生育能力的影响。
Böke博士总结道：“1/4的女性不孕症是无法解释的--这表明我们在了解女性生殖方面存在着巨大的知识差距。我们的目标是发现卵母细胞保持健康多年的策略(如缺乏复杂的I)以便找出这些策略最终随着年龄的增长而失效的原因。”
