综述：细胞外囊泡在评估和调控卵母细胞发育潜能中的作用：聚焦外泌体

《Journal of Ovarian Research》：Extracellular vesicles in monitoring and modulation of oocyte competence: focus on exosomes

本综述系统阐述了细胞外囊泡（EVs），特别是外泌体（Exos），在卵泡微环境中的细胞通讯功能，及其作为生物标志物和治疗载体在评估和调控卵母细胞发育潜能（Oocyte Competence）中的应用前景。文章重点探讨了外泌体携带的微RNA（miRNA）等生物活性分子如何通过PI3K/Akt、MAPK/ERK等信号通路调控颗粒细胞（GCs）增殖、卵母细胞成熟及氧化应激（OS）反应，为辅助生殖技术（ART）如体外受精（IVF）的卵母细胞质量评估和生殖障碍（如多囊卵巢综合征PCOS、卵巢早衰POI）的治疗提供了新视角。

　　

在生殖生物学领域，细胞外囊泡（EVs），尤其是其中一类源自内体系统的外泌体（Exosomes, Exos），正作为一个革命性的研究方向崭露头角。它们如同微型的生物信息包裹，在细胞间充当着关键的信使角色。在卵巢的卵泡微环境中，外泌体介导的细胞通讯对于卵母细胞获得正常的发育潜能至关重要，这不仅关乎基础生殖研究，也对辅助生殖技术（ART）的优化具有深远意义。

外泌体的生物发生、分泌与内化

外泌体的生成是一个精密调控的过程。细胞内的早期内体逐渐成熟为晚期内体，并进一步形成多泡体（MVBs）。多泡体的膜向内出芽，形成腔内囊泡（ILVs），这个过程依赖于ESCRT（内体分选复合物）复合体或非ESCRT途径（如神经酰胺介导的途径）。最终，多泡体与细胞膜融合，将ILVs释放到细胞外，这些被释放的囊泡即为外泌体。反之，多泡体也可能与溶酶体融合而被降解。

释放到细胞外环境后，外泌体通过特定的配体-受体相互作用（如整合素、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖、CD9、CD81等四跨膜蛋白）被靶细胞识别和摄取。在卵泡内，卵母细胞和颗粒细胞（GCs）主要通过网格蛋白或小窝蛋白介导的内吞作用、巨胞饮作用等方式摄取外泌体。进入细胞后，外泌体携带的“货物”被释放，可激活PI3K/Akt、MAPK/ERK和WNT/β-catenin等关键信号通路，进而调控卵丘扩张、减数分裂恢复和卵母细胞成熟。

外泌体在卵母细胞发育潜能中的作用

卵母细胞的发育潜能依赖于其与周围体细胞（主要是颗粒细胞和卵丘细胞）之间复杂的双向通讯。外泌体是这种通讯的核心媒介。

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  颗粒细胞-卵母细胞对话：卵泡液（FF）是外泌体富集的场所。研究表明，来自颗粒细胞、卵丘细胞、卵母细胞本身甚至血液循环的外泌体，通过传递蛋白质、脂质和RNA（特别是miRNA），精细调控着颗粒细胞的增殖、基因表达以及卵母细胞的成熟和受精准备。例如，卵泡液外泌体能够促进牛模型中卵丘细胞的扩张，并保护卵母细胞免受热休克等环境压力的不利影响。
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  外泌体与卵泡液：影响卵母细胞质量：卵泡液外泌体中的miRNA谱动态变化，并能反映卵母细胞的质量和体外受精（IVF）结局。某些特定的外泌体miRNA，如miR-92a、miR-125b，被认为通过TGF-β等信号通路正向调控卵母细胞质量；而如has-miR-1303、has-miR-1246等则与较差的卵母质量相关。
  
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  卵泡发生过程中外泌体参与卵母细胞发育潜能的获得：在整个卵泡发育过程中，外泌体通过传递关键分子，在调节卵母细胞代谢、抗氧化应激和表观遗传重编程中发挥核心作用。例如，外泌体miR-21可通过抑制PTEN基因来减少氧化应激诱导的卵母细胞凋亡；而颗粒细胞来源的外泌体可为卵母细胞提供乳酸和丙酮酸等能量底物，支持其ATP生产。

外泌体对卵母细胞氧化应激的调节

氧化应激（OS）是损害卵母细胞发育潜能的关键因素。活性氧（ROS）的过量产生会破坏脂质、蛋白质和核酸，并导致线粒体功能障碍，最终引发凋亡。外泌体是氧化应激的重要调节器。

它们通过多种机制发挥抗氧化作用：一是直接运送超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶至卵母细胞和颗粒细胞；二是通过携带的miRNA（如miR-21, miR-146a）调控PTEN/PI3K/Akt、NF-κB等氧化应激相关信号通路；三是调节Nrf2/KEAP1这一抗氧化防御的主调控轴。此外，外泌体还能传递线粒体质量控蛋白（如TFAM）和SIRT1等，有助于稳定线粒体DNA（mtDNA）功能和延缓卵母细胞衰老。来自健康颗粒细胞或间充质干细胞（MSCs）的外泌体，在动物模型中已显示出逆转由年龄或代谢疾病（如多囊卵巢综合征PCOS）引起的卵母细胞氧化损伤的潜力。

外泌体在线粒体功能与卵母细胞存活中的作用

健康的线粒体对卵母细胞的存活和胚胎发育至关重要。外泌体作为线粒体的保护者和通讯者，通过清除ROS、修复mtDNA损伤以及调节线粒体动力学（裂变/融合）来维持线粒体稳态。例如，颗粒细胞来源的外泌体miR-126-3p可通过抑制NOX4表达来减少线粒体ROS泄漏。在临床层面，外泌体miR-210可作为卵母细胞线粒体应激的生物标志物。治疗上，在卵巢早衰（POI）小鼠模型中，间充质干细胞来源的外泌体被证明可以恢复卵母细胞线粒体功能，改善卵泡数量和胚胎质量。

外泌体作为恢复卵母细胞功能的治疗利器

外泌体因其天然的生物相容性和靶向性，被视为有前景的治疗载体。研究表明，来自不同来源的外泌体具有恢复卵巢功能和卵母细胞质量的潜力。

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  干细胞来源的外泌体：人间充质干细胞（如人脐带间充质干细胞hucMSC、脂肪来源干细胞）来源的外泌体，可通过传递特定miRNA（如miR-146a-5p, miR-21-5p），调节PI3K/Akt/mTOR等通路，在化疗或卵巢早衰动物模型中，有效减轻卵巢损伤，促进卵泡生成，减少颗粒细胞凋亡，并改善激素水平。
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  生殖道来源的外泌体：输卵管细胞或卵丘细胞来源的外泌体也被发现能通过激活EGFR/MAPK等通路，改善卵丘细胞状态，支持卵母细胞成熟。
  
  特别是在猪卵母细胞发育中，输卵管干细胞外泌体携带的miR-320a-3p等被预测可靶向Cpeb1（母源性mRNA翻译的关键调控因子），从而可能通过MAPK-CPEB1通路改善卵母细胞质量。尽管其治疗前景广阔，但外泌体作为疗法仍面临挑战，包括制备标准化、靶向递送效率、潜在免疫原性和长期安全性等问题，需要进一步的深入研究才能推动其临床转化。

结论

外泌体，特别是其携带的miRNA，在女性生殖生理和病理过程中扮演着多重角色。它们不仅是反映卵母细胞发育潜能的敏感生物标志物，也是干预生殖障碍（如卵巢早衰、多囊卵巢综合征）和改善辅助生殖技术结局的潜在治疗工具。尽管在标准化和安全性方面仍需克服挑战，但对外泌体功能的深入理解和应用开发，无疑为生殖医学领域开辟了一个充满希望的新前沿。