小鼠动情周期血清通过胆固醇调控促进卵泡腔扩张的新机制

《Journal of Ovarian Research》：Mouse serum facilitates the expansion of the follicular cavity regardless of the estrous cycle phase

本研究针对酒精摄入等毒性物质研究中胎牛血清(FBS)无法模拟体内代谢环境的局限性，探讨了不同动情周期阶段小鼠血清对体外培养窦前卵泡发育的影响。研究发现，与FBS相比，各动情周期血清均显著促进卵泡腔面积扩张（P<0.05），提高孕酮(P4)分泌水平，且GC-MS分析揭示小鼠血清特有胆固醇成分可能通过调控颗粒细胞功能参与该过程，为建立更接近生理状态的卵泡体外培养体系提供了重要依据。

　　

在女性生殖生物学研究中，卵泡的体外培养技术一直是关键突破口。然而，科学家们长期面临一个困境：广泛使用的胎牛血清(FBS)虽然能支持细胞生长，但其未知成分和种属差异可能掩盖特定代谢物对生殖细胞的影响。特别是在研究酒精等外源物质对卵泡发育的毒性时，FBS无法模拟机体代谢过程，使得实验结果与体内实际情况存在偏差。更棘手的是，雌性哺乳动物的动情周期伴随着激素水平的周期性波动，这些波动是否会通过血清成分影响卵泡的体外发育，至今未有明确答案。

针对这一科学盲区，曹梦婷等人在《Journal of Ovarian Research》发表的最新研究，系统探讨了不同动情周期阶段小鼠血清对窦前卵泡体外发育的影响。研究人员创新性地将动情周期四个阶段（发情前期、发情期、发情后期、间情期）的小鼠血清与FBS进行平行比较，试图揭示生理性血清成分对卵泡发育的调控作用。

研究团队采用的关键技术方法包括：通过阴道涂片精准鉴定KM小鼠动情周期阶段并采集血清；机械分离10日龄小鼠卵巢中的窦前卵泡（直径110-130μm）进行体外培养；利用ELISA检测激素水平，GC-MS分析血清成分差异；通过DCFH-DA和JC-1染色分别评估卵母细胞活性氧(ROS)水平和线粒体膜电位；采用qPCR检测卵泡发育相关基因表达。

血清筛选与FSH水平验证

研究人员首先通过浓度梯度实验确定10%血清为最佳培养浓度，该浓度下卵泡直径显著优于FBS组（590.94±108.57 vs. 481.73±98.59μm, P<0.01）。同时发现发情期血清FSH水平显著高于发情前期和发情后期（P<0.05），符合生理周期中FSH的波动规律。

卵泡形态发育的动态观察

培养第4天开始出现卵泡腔雏形，第8天腔体结构明显扩张。与FBS组相比，各动情周期血清组均呈现更显著的卵泡腔扩张现象，其中发情后期血清组的腔体面积尤为突出（P<0.05）。尽管动情周期血清组的卵泡存活率（69.0%-77.40%）略低于FBS组（82.89%），但腔体形成率和总生长率均呈现上升趋势。

卵母细胞质量评估

动情周期血清组获得的卵母细胞中退化卵母细胞比例降低，中期I(MI)阶段卵母细胞增多，且平均直径显著大于FBS组（P<0.05）。这表明小鼠血清不仅能促进卵泡结构发育，还能提高卵母细胞的成熟质量。

激素分泌特征

动情周期血清组在培养4-6天时雌二醇(E₂)水平显著低于FBS组（P<0.05），而孕酮(P₄)水平在整个培养期（4-10天）持续高于FBS组（P<0.05）。这种E₂/P₄比值的变化模式提示颗粒细胞更倾向于向黄体化方向分化。

氧化应激与线粒体功能

ROS检测和JC-1染色结果显示，动情周期血清组与FBS组的卵母细胞在氧化应激水平和线粒体膜电位方面无显著差异，表明血清替代未引起细胞功能异常。

基因表达调控

qPCR分析发现，发情期血清组中GDF9、BMP15、17βHSD、FSHR和P450arom基因表达显著下调（P<0.05），而AMH在间情期表达最高。这种基因表达谱的改变可能与颗粒细胞分化状态密切相关。

血清成分的GC-MS解析

GC-MS鉴定出FBS和小鼠血清分别含有55种和76种主要成分，其中14种为共有成分。关键差异在于：小鼠血清脂肪酸含量（52.21%）显著高于FBS（23.94%），且FBS中未检测到胆固醇成分。去蛋白实验进一步证实，血清中的蛋白质成分对维持卵泡正常发育不可或缺。

这项研究首次系统论证了动情周期血清对卵泡腔扩张的促进作用，并指出胆固醇可能是实现该效应的关键物质。研究结果不仅为优化卵泡体外培养体系提供了新思路，更重要的是建立了接近生理状态的实验模型，使得未来能够更准确地评估外源物质（如酒精代谢产物）对生殖功能的真实影响。这种基于自体血清的培养策略，有望在生殖毒理学研究和辅助生殖技术领域发挥重要作用，特别是为人类卵泡体外成熟(IVM)技术的改进提供了有价值的动物模型参考。