肌醇对藏绵羊卵母细胞及早期胚胎发育的影响机制研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Theriogenology 2.4

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  为解决高原环境下藏绵羊(Ovis aries)繁殖效率低下的问题,研究人员通过添加不同浓度myo-inositol(MYO)探究其对卵母细胞体外成熟(IVM)和胚胎发育的影响。结果表明25 mM MYO显著提升卵母细胞成熟率至75.42±1.52%,降低活性氧(ROS)水平并提高谷胱甘肽(GSH)、钙离子浓度及内质网活性,同时使囊胚形成率显著提升。该研究为优化藏绵羊体外胚胎生产(IVP)体系提供了重要理论依据。

  

在青藏高原严酷的自然环境下,作为优势畜种的藏绵羊(Ovis aries)面临着繁殖能力低下的严峻挑战。尽管体外胚胎生产(IVP)技术通过卵母细胞采集(OPU)结合体外成熟(IVM)、体外受精(IVF)和体外培养(IVC)系统,已能实现每次获取10-14枚卵母细胞并生产3-5枚可移植胚胎,但囊胚发育率低、卵母细胞质量异质性大等问题仍制约着技术效率。值得注意的是,体内成熟卵母细胞的质量显著优于体外培养,这种差异很可能源于卵泡液微环境的调控作用——这种富含生物活性物质的液体已被证实能跨物种促进卵母细胞成熟,但其关键作用成分尚不明确。

针对这一科学问题,国内研究人员在《Theriogenology》发表的研究聚焦卵泡液核心成分肌醇(MYO),系统评估了其对藏绵羊生殖细胞发育的影响。研究采用超灵敏代谢组学技术锁定MYO为关键调控因子,通过体外成熟实验结合多参数检测体系(包括ROS/GSH水平、线粒体膜电位、钙离子荧光标记等),首次揭示了MYO在高原家畜生殖调控中的具体作用机制。

主要技术方法
研究采集屠宰场藏绵羊卵巢,分离2-8 mm卵泡获取卵母细胞-卵丘细胞复合体(COCs),设置0/5/25/50 mM MYO处理组进行24小时IVM培养。通过Hoechst 33342染色评估核成熟率,JC-1探针检测线粒体膜电位(ΔΨm),Fluo-4 AM标记钙离子浓度,并采用IVF后胚胎培养系统评估囊胚形成率。

Effect of myo-inositol on nuclear maturation of Tibetan sheep oocytes
实验数据显示25 mM MYO处理使卵母细胞成熟率从61.45±1.24%显著提升至75.42±1.52%,卵丘细胞扩展率从78.98±2.02%增至87.53±2.12%。该浓度同时使ROS水平降低42%,GSH含量提高1.8倍,且钙离子震荡幅度增强2.3倍,表明MYO通过改善氧化还原平衡和细胞信号传导促进成熟。

Effect of myo-inositol on development of Tibetan sheep oocytes
在后续胚胎实验中,25 mM MYO处理组的囊胚形成率较对照组提高35%,且囊胚细胞数增加22%,证实MYO的促成熟作用能延续至胚胎发育阶段。透射电镜显示处理组线粒体嵴结构更完整,内质网分布密度增加1.5倍,提示其通过维护细胞器功能保障发育潜能。

讨论与意义
该研究首次证实MYO能通过多重机制提升高原家畜生殖细胞质量:① 作为胰岛素信号通路第二信使前体,增强卵丘细胞能量代谢;② 通过GSH/ROS平衡调控氧化应激;③ 调节钙离子依赖性成熟促进因子(MPF)活化。Chengtu Zhang团队的研究不仅为藏绵羊IVP技术优化提供了明确浓度参数(25 mM),更揭示了卵泡液微环境调控的跨物种保守机制。这些发现对高海拔地区畜牧品种改良和濒危物种生殖资源保存具有重要应用价值,也为人类辅助生殖技术中卵母细胞质量提升提供了新的理论参考。

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