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为解决体细胞核移植（SCNT）技术效率低、流产率高等问题，研究人员探究白血病抑制因子（LIF）对牛卵母细胞成熟及克隆胚胎着床率的影响。发现 25 ng/mL LIF 可显著提升成熟率、胚胎细胞数，降低凋亡率，为提高 SCNT 成功率提供新方向。
在动物繁殖与遗传工程领域，体细胞核移植（SCNT）技术宛如一把钥匙，试图打开高效繁育良种家畜的大门，尤其在高产奶牛培育中承载着重要期望。然而，这把 “钥匙” 却面临诸多锈蚀 —— 体外成熟阶段效率低下、流产率高，导致克隆胚胎着床率不佳，如同迷雾笼罩着技术的实际应用。就像在黑暗中摸索出路，科研人员迫切需要找到提升体外生产效率的关键因子，而白血病抑制因子（LIF）作为白细胞介素 - 6 家族的多功能细胞因子，其在调控卵母细胞成熟中的潜力，恰似一缕穿透迷雾的曙光，吸引着研究者们的目光。
为驱散这些技术应用中的 “阴霾”，西北农林科技大学的研究人员开展了一项具有重要意义的研究，相关成果发表在《Animal Reproduction Science》。他们聚焦于 LIF 对牛卵母细胞成熟及克隆胚胎着床率的影响，试图揭开 LIF 在 SCNT 技术中发挥作用的神秘面纱。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先进行牛卵母细胞的体外成熟培养，在成熟培养基中添加不同浓度的 LIF；然后利用经 LIF 处理的卵母细胞构建体细胞核移植（SCNT）胚胎，并进行激活和培养；同时，通过检测第一极体（PB?） extrusion rate 评估核成熟情况，借助荧光染色技术分析线粒体膜电位（ΔΨm）和内质网（ER）分布以反映细胞质成熟特征，还通过细胞计数和凋亡检测来评估胚胎质量。
研究结果
1. LIF 对牛卵母细胞核对成熟的影响
通过在卵母细胞成熟培养基中分别添加 10 ng/mL、25 ng/mL 和 50 ng/mL 的 LIF，发现 25 ng/mL LIF 处理组的 PB? extrusion rate 显著高于其他组（P < 0.05），而 10 ng/mL 和 50 ng/mL 组之间无显著差异，由此确定 25 ng/mL 为后续实验的最佳浓度。
2. LIF 对牛 MII 卵母细胞线粒体膜电位的影响
线粒体膜电位（ΔΨm）的变化是细胞功能状态的重要标志，红 / 绿荧光比值降低表明 ΔΨm 丢失。研究显示，添加 25 ng/mL LIF 的实验组卵母细胞 ΔΨm 显著高于对照组，说明 LIF 能有效改善线粒体功能，提升细胞质成熟质量。
3. LIF 对 SCNT 胚胎发育的影响
使用经 25 ng/mL LIF 处理的卵母细胞构建的 SCNT 胚胎，在激活和培养后表现出更强的分化能力。与对照组相比，其细胞数明显增多，凋亡率显著降低，揭示了 LIF 在胚胎质量控制中的关键作用。
4. LIF 对克隆胚胎着床效率的影响
胚胎移植实验表明，LIF 处理组的克隆胚胎着床效率显著提高，尤其在妊娠早期表现更为明显，为解决 SCNT 技术中着床率低的难题提供了直接的实验依据。
研究结论与讨论
本研究证实，在牛卵母细胞体外成熟培养基中添加 25 ng/mL LIF，可通过改善核成熟和细胞质成熟特征（包括优化 ΔΨm 和促进 ER 重新分布），显著提升卵母细胞成熟质量。更重要的是，LIF supplementation 能提高 SCNT 胚胎的细胞数、降低凋亡率，并显著增强克隆胚胎在移植后的早期着床效率，为突破 SCNT 技术繁殖效率低的瓶颈提供了战略性解决方案。
从机制层面来看，LIF 可能通过激活 SHP2 磷酸酶调节 MAPK 和 PI3K/AKT 信号通路，促进核质同步化；同时，通过增强线粒体功能、降低活性氧（ROS）水平来改善细胞质成熟。其对转录组的调控，如上调 AREG、HAS2 等与卵母细胞能力相关的基因，以及调节 miRNA 动态（如升高 miR-21 和 miR-155 水平）以抑制凋亡相关靶点，共同营造了有利于卵母细胞成熟和胚胎发育的微环境。
这项研究不仅为优化牛 SCNT 技术提供了具体的理论依据和实践方案，也为后续探索其他生长因子和细胞因子在卵母细胞成熟及胚胎发育中的作用奠定了基础，有望推动胚胎工程在优良家畜繁殖中的应用，为提升畜牧业生产效率和遗传改良进程开辟新的路径。
