母体年龄对人类MII期卵母细胞转录组的异质性影响及蛋白质稳态失衡机制研究

本研究针对高龄女性卵母细胞质量下降的临床难题，通过单细胞转录组测序(Smart-seq2)和跨研究meta分析，系统揭示了母体年龄对MII期卵母细胞转录组的非均质影响。研究人员整合20例新测序和130例公共数据集，发现年龄相关基因表达变化存在显著研究间异质性，鉴定出40个跨研究验证的差异基因，特别是蛋白酶体亚基(PSMA1/PSMA2)的下调，为卵母细胞衰老的蛋白质稳态失衡机制提供了新证据。该研究为生殖衰老的分子诊断提供了潜在标志物，发表于《Molecular Human Reproduction》。

　　

随着女性生育年龄的推迟，高龄导致的卵母细胞质量下降已成为辅助生殖领域的重要挑战。虽然已知母体年龄与卵母细胞基因表达变化相关，但不同研究结果间存在显著异质性，且对衰老相关转录组特征缺乏共识。更关键的是，现有研究多基于小样本量，难以区分真实的生物学信号与技术噪音。这些知识空白限制了我们对卵母细胞衰老分子机制的理解，也阻碍了相关生物标志物的开发。

西安交通大学第一附属医院生殖医学科的研究团队为此开展了系统性研究。他们采用两阶段研究策略：首先对20例年轻(21-29岁)和高龄(37-43岁)捐赠者的MII期卵母细胞进行单细胞转录组测序；随后创新性地整合12项先前研究的130个卵母细胞数据集进行meta分析。这项开创性工作发表于《Molecular Human Reproduction》，为理解卵母细胞衰老的分子基础提供了新视角。

研究主要采用Smart-seq2单细胞转录组测序技术，对体外成熟的MII期卵母细胞进行全转录组分析。通过DESeq2进行差异表达分析，结合基因集富集分析(GSEA)解析功能通路。meta分析阶段采用Kallisto/BUStools流程统一处理跨研究数据，通过Spearman相关性分析鉴定年龄相关基因。实验验证采用RT-PCR对25个候选基因进行检测，样本来源于10对年轻和高龄捐赠者的卵母细胞。

转录组特征分析揭示高龄卵母细胞异质性
主成分分析和热图显示高龄卵母细胞表现出更强的样本间异质性。差异表达分析鉴定出1005个上调基因和201个下调基因。上调基因富集于核苷酸切除修复(NER)、端粒维持和减数分裂纺锤体等通路，而下调基因则与线粒体功能和氧化还原酶复合物相关，符合已知的细胞衰老特征。

跨研究比较显示显著异质性
整合13项研究(9项人类、4项小鼠)的5951个差异基因发现，仅338个(5.7%)上调基因和356个(6.0%)下调基因在≥2项研究中重复。值得注意的是，不同研究间甚至出现630个基因的表达趋势相反。这种异质性提示卵母细胞衰老可能具有多因素、个体化特征。

meta分析鉴定核心衰老相关基因
通过整合150个卵母细胞的跨研究数据，研究人员发现25个基因的表达与年龄显著相关，其中14个经RT-PCR验证。特别值得注意的是蛋白酶体α亚基PSMA1和PSMA2的年龄相关性下调，提示蛋白质稳态失衡可能是卵母细胞衰老的关键机制。蛋白互作网络分析进一步显示这些基因集中于细胞周期调控和蛋白质质量控制模块。

讨论与意义
这项研究首次系统评估了卵母细胞衰老转录组研究的可重复性问题，揭示了不同研究间显著的异质性。尽管整体上年龄相关变化局限于部分转录组，但meta分析鉴定的核心基因集——特别是蛋白酶体相关基因——为理解卵母细胞质量下降提供了新线索。这些发现支持"蛋白质稳态失衡"作为生殖衰老的重要机制，与近期发现的卵母细胞长寿命蛋白质耗竭现象相呼应。

研究建立的meta分析方法为稀缺的人类卵母细胞数据再利用提供了范例，而鉴定出的年龄相关基因可能成为潜在的品质评估标志物。未来研究需要结合蛋白质组学进一步验证这些发现，并探索这些分子变化与胚胎发育潜能的直接关联。这项工作为开发针对高龄女性卵母细胞质量改善的干预策略奠定了分子基础。