哺乳动物卵母细胞成熟相关因子研究作者：张羽芳阳美霞汤亚茹张虹亮王水莲来源：《医学信息》2020年第14期摘要：哺乳动物卵母细胞主要参与动物繁殖活动，其体外成熟技术也是体外受精-胚胎移植（IVF-ET）的关键。

卵母细胞从胚胎期至青春期前始终维持停滞状态，直到青春期减数分裂恢复，随后卵母细胞成熟。

在此期间，表皮生长因子、马绒毛膜促性腺激素、人绒毛膜促性腺激素、环磷酸腺苷、成熟促进因子及卵泡液等因子均参与卵母细胞成熟的调控。

本文主要分析上述6种因子对卵母细胞成熟调控的影响，旨在完善卵母细胞成熟的相关理论机制，为卵母细胞体外成熟培养体系提供参考。

关键词：卵母细胞;成熟;表皮生长因子;人绒毛膜促性腺激素;成熟促进因子中图分类号：R321; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.14.007文章编号：1006-1959（2020）14-0017-04Study on Factors Related to Maturation of Mammalian OocytesZHANG Yu-fang，YANG Mei-xia，TANG Ya-ru，ZHANG Hong-liang，WANG Shui-lian（Department of Veterinary Medicine，Hunan Agricultural University，Changsha 410128，Hunan，China）Abstract：Mammalian oocytes are mainly involved in animal reproduction activities， and their in vitro maturation technology is also the key to in vitro fertilization-embryo transfer （IVF-ET）. Oocytes remain stagnant from embryonic stage to pre-pubertal period， until meiosis in puberty recovers， and then the oocyte matures. During this period， factors such as epidermal growth factor， horse chorionic gonadotropin， human chorionic gonadotropin， cyclic adenosine monophosphate， maturation promoting factor， and follicular fluid are involved in the regulation of oocyte maturation. This article mainly analyzes the influence of the above six factors on the regulation of oocyte maturation， and aims to perfect the relevant theoretical mechanism of oocyte maturation，and provide a reference for the in vitro maturation culture system of oocytes.Key words：Oocyte;Maturation;Epidermal growth factor;Human chorionicgonadotropin;Maturation promoting factor近年來，随着辅助生殖技术、动物胚胎工程的蓬勃发展以及细胞克隆技术的广泛应用，卵母细胞体外成熟（Invitromaturation，IVM）的机理研究愈发重要。

卵母细胞是哺乳动物最重要的配子之一，健康的卵母细胞是动物繁殖后代的关键。

卵母细胞在进入青春期前停滞在第一次减数分裂中期，其中只有少数卵母细胞能够恢复减数分裂最终达到成熟，这一过程是依赖众多因子共同调控完成[1]。

本文主要阐述影响卵母细胞成熟的因子功能及作用，旨在为揭示卵母细胞成熟机理提供思路，为更好挖掘优良母畜潜能以及推进良种家畜繁殖提供理论基础。

1卵母细胞成熟过程卵母细胞成熟是一个复杂、动态的过程，包括细胞核和细胞质的成熟，如在培养基中添加葡萄糖可通过促进细胞核成熟从而提高早期胚胎发育[2];在培养基中添加大网膜提取物（Activated-omental extract，AOE）处理卵母细胞可促进其细胞质成熟从而提高成熟率[3];而添加糖酵解抑制剂可通过抑制细胞质成熟降低卵母细胞成熟率[4]。

1.1细胞核成熟; 卵母细胞停滞在第一次减数分裂中期时，核染色质高度疏散，核形态呈泡状结构，被称为生发泡（Germinal vesicle，GV）。

在促性腺激素的作用下细胞恢复减数分裂，核膜破裂，rRNA合成停止，核仁消失，细胞核致密化，生发泡破裂（Germinal vesicle break down，GVBD），排出第一极体随后停滞在第二次减数分裂中期。

卵母细胞胞核成熟最为典型的特征是第一极体的排出[1]。

1.2细胞质成熟; 细胞质成熟涉及细胞器、细胞骨架重组等变化。

线粒体为卵母细胞成熟提供能量，在成熟卵母细胞内所占体积比重较大;线粒体向高能量消耗区域的移动对卵母细胞的成熟至关重要，如在小鼠体内，未成熟的卵母细胞的线粒体主要聚集在生发泡的周围，而生发泡破裂时线粒体移动并远离细胞核周围[5]。

真核细胞包含三种主要的细胞骨架：微丝、中间丝和微管。

细胞骨架是一种动态的、适应性强的结构，它可以根据细胞的需要保持不变或进行修饰，其中微管主要参与纺锤体的形成，而微丝参与形成皮质、建立极性等过程。

在小鼠卵母细胞中，微管在GV期呈现相对均匀的分布，发生GVBD后，微管在染色体周围凝聚并开始向皮质迁移，而微丝在卵母细胞皮层下区域密集堆积[6]。

研究证实在猪卵母细胞体外培养基中添加丙氨酸、β-巯基乙醇、亮氨酸和异亮氨酸均可通过提高细胞中谷胱甘肽（Glutathione，GSH）表达水平，从而促进后期胚胎发育，因此，GSH可作为卵母细胞胞质成熟的标志[7]。

2影响卵母细胞成熟的因子2.1表皮生长因子; 表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）是由53个氨基酸构成的多肽单链，其家族包括EGF和类EGF因子，它们具有高度相似的结构和功能，都可结合EGF 受体（epidermal growth factorreceptor，EGFR）發挥其相关作用。

EGFR是分子量为170 kDa的细胞膜糖蛋白，属于酪氨酸激酶受体。

类EGF因子包括双调蛋白（amphiregulin，AREG）、β细胞素（betacellulin，BTC）等11个蛋白质因子[8]。

EGF主要依赖LH来调控卵母细胞的成熟，LH通过作用壁层颗粒细胞的LH受体，激活壁层颗粒细胞EGF作用靶点，再将信号传递至卵丘颗粒细胞的EGF受体，从而发挥LH峰作用促进排卵的发生[9]。

实验证实使用EGF处理体外培养牛卵母细胞，可显著提高其GVBD 率，促进细胞核成熟，与透明质酸联合使用效果更为显著[10]。

通过添加EGF培养不同规格的猪卵泡，证明EGF通过调节LH信号从而促进卵泡中卵母细胞核成熟、卵丘扩展及透明质酸的分泌，同时促进微丝F-actin重排[11]。

类EGF因子同样影响卵母细胞成熟，EGFR的抑制剂AG1478可显著抑制AREG和促卵泡素FSH诱导的减数分裂恢复，并且EGF可通过旁分泌作用于卵丘颗粒细胞，提高卵丘扩展因子Ptgs2的表达水平从而促进卵丘扩展和卵母细胞成熟，且在卵丘颗粒细胞和排卵前卵泡中，类EGF因子也会瞬时诱导卵丘扩展因子（Has2、Ptx3、Tnfaip6、Ptgs2）mRNA表达水平升高，所以EGF常作为卵母细胞体外成熟培养体系的添加因子之一[9]。

同时，EGF还可通过促进卵丘细胞的胞吞和自噬功能影响卵母细胞的成熟[12]。

EGF可多方面参与卵母细胞的调节，如促进核成熟、上调卵丘扩展因子水平，影响卵丘细胞胞吞、自噬，最终促进卵母细胞成熟。

2.2马绒毛膜促性腺激素; 马绒毛膜促性腺激素（pregnant mare serum gonadotropin，PMSG）由怀孕母马的子宫内膜杯（子宫内膜表面围绕着着点的环状结构）分泌。

PMSG是胎盘哺乳动物中糖基化程度最高的垂体糖蛋白[13]。

PMSG常应用于哺乳动物的超数排卵。

在进行小鼠卵母细胞实验时，为得到更多的细胞，往往会对雌性小鼠进行PMSG腹腔注射超数排卵。

Ryabukha YA等[14]研究显示，通过在小鼠发情期腹腔注射10 IU的PMSG较发情间期可以显著提高GV期卵母细胞得到的数量。

且发现PMSG注射组GV期细胞的卵泡和细胞质的直径明显低于其它卵母细胞，透明带的厚度和卵黄周隙也有同样的情况，表明PMSG对在发情周期获取更多优质细胞有着重要作用。

PMSG除了超数排卵的作用外，还可促进小鼠卵泡发育，且PMSG较FSH半衰期长，低剂量PMSG即可等同于高剂量FSH作用，所以常使用PMSG代替FSH的使用[13]。

2.3人绒毛膜促性腺激素; 在辅助生殖技术中，成熟激活是未成熟卵母细胞在受精前的最后分化过程。

临床上常用人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）来激活卵母细胞成熟。

hCG最早于1927年从孕妇的血液和尿液中分离得到，是由胎盘分泌的糖蛋白激素，与LH有类似作用可促进卵泡发育、卵母细胞的成熟排卵。

且hCG的半衰期较LH长，短时间内不易降解，与受体的结合更为紧密，所以临床上通常使用hCG代替LH[15]。

Saeedeh D 等[16]证明hCG结合FSH可提高人卵母细胞成率。

郭剑等[17]在成熟培养基中添加不同浓度的hCG培养小鼠卵母细胞，中、高浓度可明显提高优质胚胎率。

邢雅欣等[18]的研究同郭剑的结果一致，在受精液和胚胎培养液中添加一定浓度的hCG可提高囊胚细胞数及调控胚胎质量相关基因的表达。

同样曹筠青等[19]研究证实在猪卵母细胞体外成熟培养基中添加10 IU/ml的hCG对后续胚胎发育起到最佳的促进作用。

hCG可促进卵母细胞GVBD，且主要影响卵母细胞发育为早期胚胎的能力。

2.4环磷酸腺苷; 环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）是参与生命活动的第二信使。