乳酸代谢通过H3K18乳酰化修饰调控山羊卵母细胞减数分裂的机制研究

本研究揭示了乳酸代谢在哺乳动物卵母细胞成熟中的关键作用，通过抑制乳酸生成（使用GNE-140和2-DG）发现其破坏纺锤体组装、线粒体功能并诱导氧化应激（ROS）和DNA损伤，最终导致表观遗传紊乱（H3K18la介导）和发育潜能下降。该研究为优化体外成熟（IVM）技术提供了新靶点。

　　

Highlight

乳酸代谢抑制通过H3K18la介导的表观遗传紊乱破坏山羊卵母细胞减数分裂

Experimental model

性成熟山羊卵巢采集自中国江苏省南通市当地屠宰场。通过穿刺针从窦卵泡（直径3-6毫米）中抽取卵丘-卵母细胞复合体（COCs）。在立体显微镜下筛选胞质均匀且至少被三层紧密卵丘细胞包裹的卵母用于后续实验。所选COCs依次进行体外成熟（IVM）、体外受精（IVF）和体外培养（IVC）。

Lactate metabolism inhibition blocks goat oocyte maturation

为深入研究组蛋白乳酰化抑制对山羊卵母细胞成熟的影响，我们使用糖酵解抑制剂2-DG和乳酸脱氢酶抑制剂GNE-140降低卵母细胞内总体乳酰化水平。实验流程如下：将生发泡期（GV期）卵母细胞置于添加40 μM GNE-140和20 mM 2-DG的培养液中成熟，24小时后通过极体排出率评估成熟度（图1A）。如图...

Discussion

通过系统性药理抑制山羊卵母细胞模型中的乳酸代谢，我们阐明了乳酸稳态在卵母细胞成熟中的关键作用。研究结果表明，乳酸代谢紊乱显著损害卵母细胞质量，表现为细胞凋亡增加、DNA损伤和活性氧（ROS）积累加剧，同时伴随线粒体功能受损和膜电位下降。这些发现有力证明乳酸代谢是维持表观遗传重编程和细胞周期同步的核心代谢开关。

Conclusion

总之，本研究通过提出代谢-表观遗传调控机制，强调了乳酸代谢在调控山羊卵母细胞成熟中的潜在作用。我们的发现表明，药理抑制乳酸生产会破坏减数分裂进程、细胞骨架动力学和线粒体功能，最终损害卵母细胞发育潜能（图10）。此外，我们提供的证据表明组蛋白乳酰化（H3K18la）可能作为核糖体生物发生和转录调控的关键表观遗传标记。