综述:RNA结合蛋白在调节卵母细胞成熟中的作用

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology 7.4

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  本综述系统阐述了RNA结合蛋白(RBPs)通过时空调控mRNA加工、稳定性、定位及翻译激活等机制,在卵母细胞成熟过程中的核心作用。文章深入探讨了RBPs对卵母细胞质量与女性生殖健康的影响,跨物种比较揭示了其保守性与特异性,为开发改善女性生育力的新策略提供了理论框架。

  

引言

年龄相关女性不孕症发病率上升与卵母细胞数量和质量下降密切相关。卵巢卵泡作为女性生殖生理和内分泌调节的功能单元,其不可再生的储备在出生时约为1-2百万个,随年龄增长通过排卵和凋亡不断消耗。卵母细胞质量恶化是生育力下降的主因,涉及染色体异常、线粒体功能障碍、表观遗传改变及微环境恶化等问题。

哺乳动物卵母细胞成熟包括核成熟和质成熟,受促卵泡激素(FSH)、黄体生成素(LH)及卵泡细胞双向通讯精密调控。此过程依赖母源mRNA的时空代谢,其半衰期超过12天,远长于体细胞mRNA。RNA结合蛋白(RBPs)作为核心调控者,通过稳定、处理、定位及激活翻译等机制主导母源mRNA生命周期,直接控制减数分裂恢复、纺锤体组装等关键事件。

卵母细胞成熟的调控因素

卵母细胞需在早期发育中建立大量母源mRNA储备,以调控成熟后胚胎发育。母源mRNA的积累与降解时空调控是卵母细胞成熟能力和胚胎潜能的决定因素。其稳定性极高,降解调控通过去腺苷化、脱帽等途径实现,而翻译激活依赖 cytoplasmic polyadenylation 等机制。

RBPs的功能

RBPs指能特异性识别双链或单链RNA的一大类蛋白质,形成动态核糖核蛋白复合物,促进RNA成熟并介导其定位。人类基因组中约1500个基因编码RBPs,其多样性凸显了重要生物学作用。RBPs通过识别顺式元件(如3′-UTR结构)结合RNA,调控其代谢命运。在卵母细胞中,RBPs通过调控母源mRNA稳定性、翻译激活等控制减数分裂进程,例如CPEB1通过 cytoplasmic polyadenylation 激活翻译,PUM2通过结合PUM响应元件抑制翻译。

哺乳动物与非哺乳动物RBPs在卵母细胞成熟中的保守性与物种特异性功能

不同物种卵母细胞调控机制既保守又存在显著差异。哺乳动物(如小鼠、猴、人)与非哺乳动物(如果蝇、斑马鱼)在卵子发生和母源mRNA管理上采用不同策略,反映物种特异性进化需求。哺乳动物卵母细胞成熟受FSH、LH严格调控,需长期mRNA储存,经历两次减数分裂停滞(GV和MII期),并依赖卵泡微环境;而非哺乳动物通常更依赖转录调控,mRNA储存周期短。

RBPs功能在物种间既保守又特异。例如,CPEB家族成员在哺乳动物、爪蟾、果蝇中均调控母源mRNA翻译,但具体靶点和功能存在差异;DAZL在哺乳动物中特异性表达,调控减数分裂进程和mRNA稳定性,而在非哺乳动物中同源基因功能不同。这些差异为研究物种特异性生殖策略提供了 insights。

RBPs在卵母细胞成熟相关疾病中的作用

RBPs功能障碍显著影响卵母细胞质量,与女性生殖健康疾病相关,包括早发性卵巢功能不全(POI)、多囊卵巢综合征(PCOS)、卵母细胞减数分裂缺陷(OMD)和不孕症等。例如,CPEB1异常表达导致减数分裂异常和卵母细胞成熟失败;PUM2突变与POI相关;LIN28过表达通过 let-7 通路影响卵母细胞代谢和老化。这些发现为相关疾病的诊断和治疗提供了潜在靶点。

结论

卵母细胞成熟机制及其对减数分裂的表观遗传调控是有性生殖的基础。RBPs通过时空调控mRNA储存、稳定性和翻译激活,作为卵母细胞成熟和早期胚胎发生的主调控者。关键RBPs如CPEB1、LSM14B、LIN28和DAZL等构成复杂网络,精确控制母源mRNA代谢。跨物种比较揭示了RBPs功能的保守性和特异性,为开发新型治疗策略以提高女性生育力奠定了概念框架。系统阐明RBP介导的调控网络对于理解卵母细胞成熟和提高妊娠成功率至关重要。

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