UBE2V1通过K63泛素化调控卵母细胞衰老中蛋白聚集与发育缺陷的分子机制

为解决高龄产妇卵母细胞质量下降的机制问题，南京医科大学团队开展UBE2V1调控蛋白聚集的研究，发现该E2泛素结合酶通过促进K63泛素化导致卵母细胞和胚胎中蛋白聚集体(ELVAs)积累，揭示其与减数分裂异常、线粒体功能障碍的关联，为改善高龄女性生育力提供新靶点。

　　

随着现代社会生育年龄推迟，高龄产妇的生殖健康问题日益突出。卵母细胞作为女性体内存活时间最长的细胞之一，其质量随年龄增长显著下降，但具体分子机制尚未完全阐明。蛋白稳态失衡是衰老相关疾病的共同特征，而卵母细胞中蛋白聚集体（ELVAs）的形成与清除机制及其对生殖衰老的影响仍属未知领域。

南京医科大学的研究团队在《Communications Biology》发表的研究中，利用10-12月龄高龄小鼠模型，首次揭示泛素结合酶UBE2V1通过调控K63泛素化促进卵母细胞蛋白聚集的分子机制。研究发现，UBE2V1的年龄依赖性上调会破坏蛋白质量控制平衡，导致减数分裂异常、线粒体功能障碍等典型衰老表型，而靶向干预UBE2V1可显著改善高龄卵母细胞的发育潜能。

研究采用显微注射技术实现UBE2V1的基因敲降（siRNA）和过表达（cRNA），结合共聚焦显微镜定量分析蛋白聚集体（Proteostat染色）。通过体外受精（IVF）和胚胎移植评估发育能力，利用JC-1探针检测线粒体膜电位（MMP），OPP标记技术分析新生蛋白合成。免疫荧光染色追踪K63泛素化修饰和yH2AX（DNA损伤标志物）的空间分布。

研究结果显示，高龄卵母细胞中UBE2V1表达显著增加，与ELVAs形成呈正相关。UBE2V1过表达年轻卵母细胞重现了衰老表型：蛋白聚集体增加2.3倍，减数分裂纺锤体异常率达45%，非整倍体发生率升至33%。机制上，UBE2V1通过催化K63泛素化（而非降解型K48泛素化）促进蛋白聚集，这与另一种E2酶UBE2D3的作用形成拮抗。

在亚细胞层面，UBE2V1过表达导致线粒体异常簇集（50% oocytes），活性氧（ROS）水平升高1.8倍，同时伴随新生蛋白合成效率下降。胚胎实验中，UBE2V1过表达使囊胚形成率降至40%，且持续存在DNA损伤（yH2AX信号增强2.1倍）。

最具临床意义的是，在高龄卵母细胞中敲降UBE2V1可使蛋白聚集体减少67%，极体排出率恢复至年轻水平，非整倍体发生率从38%降至12%。胚胎移植实验证实，UBE2V1敲降使高龄小鼠活产率显著提高。

该研究首次建立UBE2V1-K63泛素化-蛋白聚集-生殖衰老的因果关系链，揭示卵母细胞特有的蛋白质量控制机制。不同于神经退行性疾病中蛋白聚集的不可逆损伤，卵母细胞通过可调控的ELVAs系统实现有害蛋白的时空隔离，这为开发改善高龄女性生育力的干预策略（如靶向UBE2V1的小分子抑制剂）提供了理论依据。研究还提示监测卵母细胞K63/K48泛素化比例可能成为评估生殖衰老的新型分子标志物。