卵母细胞数十年休眠之谜解开

  据20日发表在《自然》杂志上的一项研究,西班牙研究人员发现,未成熟的人类卵细胞跳过了被认为对产生能量至关重要的基本代谢反应。该发现解释了人类卵细胞如何在卵巢中保持休眠长达50年而不丧失其生殖能力。

  论文第一作者、西班牙基因组调控中心博士后研究员艾达·罗德里格斯博士称,由于人类是最长寿的陆地哺乳动物之一,卵细胞必须保持原始状态,同时避免数十年的损伤。新研究证明,这是由于早期卵细胞跳过了一种基本代谢反应,而该反应也是细胞损伤的主要来源。这种长期维护策略就像将电池置于待机模式一样,代表了一种在动物细胞中从未见过的全新范例。

  人类卵子首先在胎儿发育期间在卵巢中形成,经历不同的成熟阶段。在早期阶段,称为卵母细胞的未成熟卵细胞处于细胞停滞状态,在卵巢中休眠长达50年。像所有其他真核细胞一样,卵母细胞在休眠期间使用线粒体来产生能量以满足需要。

  研究人员结合实时成像、蛋白质组学和生物化学技术,发现人类和非洲爪蟾卵母细胞中的线粒体使用了一种不同的代谢途径来产生能量,这是在其他动物细胞类型中从未见过的。

  一种称为复合物I的复杂蛋白质和酶是通常的“看门人”,它启动线粒体中产生能量所需的反应。这种蛋白质是基本的,在构成从酵母到蓝鲸的活生物体的细胞中起作用。然而,研究人员发现卵母细胞中几乎不存在复合物I。

  新研究解释了为什么一些患有与复合体I相关线粒体疾病的女性与患有其他线粒体呼吸复合体疾病的女性相比,生育能力并没有降低。该发现或导致新的策略,帮助保护接受癌症治疗的患者的卵巢储备。以前曾提出将复合物I抑制剂作为癌症治疗方法。如果这些抑制剂在未来的研究中显出前景,它们可能会在保留卵母细胞的同时靶向癌细胞。

  卵母细胞与其他细胞有很大不同,因为它们必须平衡寿命和功能。研究人员计划继续进行这一研究,并揭示在没有复合物I的情况下,卵母细胞在长期休眠期间使用的能源,目的之一是了解营养对女性生育能力的影响。

  研究人员表示,1/4的女性不育病例无法解释,这表明人们对女性生殖的理解存在巨大的知识差距。他们的目标是发现卵母细胞能多年保持健康的策略,以找出这些策略最终随着年龄增长而失败的原因。

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