牛磺酸调控代谢与氧化还原平衡：基于代谢组学的猪卵母细胞排卵后衰老修复机制研究

针对排卵后卵母细胞衰老(POA)导致的代谢紊乱和氧化损伤问题，南京农业大学团队通过非靶向代谢组学分析发现，牛磺酸补充可显著恢复猪POA卵母细胞的能量代谢、氨基酸代谢及GSH/GSSG氧化还原平衡，提升线粒体功能和ATP合成，为辅助生殖技术中卵子质量改善提供了新策略。

　　

卵母细胞质量是决定胚胎发育成功与否的关键因素，而排卵后衰老(postovulatory aging, POA)导致的代谢失调和氧化应激是影响卵子质量的核心问题。在辅助生殖技术(ART)应用中，未及时受精的MII期卵母细胞会经历不可逆的衰老过程，表现为纺锤体异常、染色体分离错误、氧化损伤加剧等现象，最终导致受精率下降和胚胎发育缺陷。尽管ART技术日益成熟，但如何延缓卵母细胞衰老仍是生殖医学领域的重大挑战。

南京农业大学的研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表的研究中，创新性地从代谢组学角度揭示了牛磺酸(taurine)对猪POA卵母细胞的修复机制。研究采用非靶向代谢组学(UPLC-Q-Exactive Plus MS)技术分析300例猪卵母细胞样本，结合线粒体功能检测、ATP含量测定和氧化应激指标评估，发现牛磺酸可通过调节谷胱甘肽代谢通路显著改善衰老卵母细胞的代谢状态。

主要技术方法
研究从屠宰场获取青春期前母猪卵巢组织，分离3-6mm卵泡中的卵丘-卵母细胞复合体进行体外培养。通过非靶向代谢组学技术分析正常与POA卵母细胞的代谢差异，采用JC-1探针检测线粒体膜电位，ATP检测试剂盒量化能量状态，并利用GSH/GSSG比值评估氧化还原平衡。

研究结果

Metabolomics reveals a significant decrease in taurine levels in POA porcine oocytes
代谢组学分析显示POA卵母细胞中牛磺酸水平显著降低，PCA模型证实衰老组与正常组代谢谱存在明显分离。差异代谢物主要涉及谷胱甘肽合成、三羧酸循环(TCA cycle)和氨基酸代谢通路。

Discussion
牛磺酸通过两条平行途径调控代谢：一是促进半胱氨酸(cysteine)转化为谷氨酸(glutamate)，进而增加谷胱甘肽(GSH)合成；二是通过谷胱甘肽还原酶(GSR)维持GSH/GSSG氧化还原循环。这种双重作用显著降低了活性氧(ROS)水平，修复了线粒体功能并提升ATP产量。

Conclusions
该研究首次阐明牛磺酸通过调控半胱氨酸-谷氨酸-谷胱甘肽代谢轴(cysteine-glutamate-GSH axis)改善POA卵母细胞质量的分子机制。具体表现为：恢复线粒体膜电位，使ATP产量提升2.1倍；将GSH/GSSG比值提高68%；显著降低DNA碎片率和凋亡标志物caspase-3活性。这些发现为开发基于代谢干预的卵母细胞抗衰老策略提供了理论依据，对提高辅助生殖成功率具有重要临床价值。

研究同时指出，牛磺酸在人体内的合成能力随年龄增长而下降，这提示外源性补充可能成为高龄女性生育力保护的潜在方案。未来研究需进一步验证该机制在人类卵母细胞中的保守性，并探索最佳补充浓度和时间窗口。