卵母细胞对纺锤体毒素的反应取决于细胞质体积

本研究通过调整小鼠卵细胞胞质体积，发现前期体积缩小增强纺锤体组装检查点（SAC）功能，中期体积扩大削弱SAC功能，提示SAC依赖核相关因子在前期释放。结果证明胞质体积影响SAC效率。

　　

摘要

哺乳动物的胚胎非整倍体现象可能是由于纺锤体组装检查点（Spindle Assembly Checkpoint, SAC）功能受损所致。该机制通过响应纺锤体异常而阻止有丝分裂后期进程，从而防止染色体分离错误的发生。哺乳动物的卵母细胞特别容易发生这类错误，这可能是因为卵母细胞体积较大，导致检查点信号被稀释，从而影响其正常功能。本研究旨在探讨卵母细胞细胞质体积是否会影响SAC的功能。研究人员在前期卵母细胞（核膜破裂之前，即NEBD阶段）或M期卵母细胞（核膜破裂之后）通过将细胞质体积减少或增加一半来改变卵母细胞的大小。随后，这些卵母细胞在诺科达唑（nocodazole）的作用下进行培养，诺科达唑能够通过使卵母细胞停留在第一次减数分裂的 metaphase I 阶段来激活SAC。通过测量能够逃脱SAC诱导的 metaphase I 阻滞并完成第一次减数分裂的卵母细胞比例（即排出第一极体并进入第二次减数分裂的 metaphase II 阶段），来评估SAC的功能。结果发现，在前期阶段减少细胞质体积时，SAC的功能增强，仅有4%的卵母细胞能够逃脱阻滞，而正常大小卵母细胞的这一比例为36%；相反，增大细胞质体积的卵母细胞表现出SAC效率降低，有54%的卵母细胞能够绕过阻滞，而正常大小卵母细胞中这一比例为20%。值得注意的是，在核膜破裂之后的卵母细胞中并未观察到这种关系。这可能表明SAC的功能依赖于某些在核膜破裂后释放到细胞质中的因素，因为在核膜破裂之前减少细胞质的卵母细胞中这些因素的浓度是核膜破裂之后减少细胞质的卵母细胞的两倍。这些结果表明，小鼠卵母细胞中SAC的效率受细胞质体积的影响，较大体积的细胞质会损害SAC的功能。