非肌肉肌球蛋白II介导卵丘细胞迁移：揭示小鼠排卵过程中精子抵达卵子的关键机制

本研究针对哺乳动物排卵过程中卵丘细胞扩散机制不清的问题，通过体内外实验证实：EGF受体信号通过激活RhoA-ROCK/MRCK通路（非ERK依赖）磷酸化非肌肉肌球蛋白II（NMII），驱动卵丘细胞在透明质酸基质中迁移。该过程与ERK介导的基质生成协同作用，共同促进卵丘扩张，为精子穿透提供通道，对理解生育障碍和开发新型避孕策略具有重要意义。

　　

在哺乳动物的繁殖过程中，精子能否成功抵达卵子是决定生育成败的关键一步。而这一过程依赖于排卵时卵丘细胞的精密变化——这些原本紧密包裹卵子的细胞会突然"散开"，形成让精子穿行的通道。这种被称为"卵丘扩张"（cumulus expansion）的现象虽然早已被发现，但科学家们对其中的细胞运动机制却知之甚少。

以往研究知道，黄体生成素（LH） surge 会触发卵泡壁细胞释放表皮生长因子（EGF）样物质，这些物质与卵丘细胞上的EGF受体（EGFR）结合后，通过ERK通路促使细胞产生透明质酸等细胞外基质成分。但卵丘细胞是如何在这些自产基质中主动移动的，一直是个未解之谜。有些人甚至认为，细胞运动可能并不重要，基质生成本身就足以让细胞分散。

然而，这项发表在《Communications Biology》上的研究颠覆了传统认知。来自加拿大麦吉尔大学的研究团队发现，卵丘细胞其实是一支"训练有素"的迁徙队伍，它们依靠一种名为非肌肉肌球蛋白II（non-muscle myosin II, NMII）的分子马达，在 newly生成的基质中主动爬行，为精子开辟道路。

为了揭示这一过程，研究人员运用了多种关键技术：从小鼠模型中获取卵丘-卵母细胞复合体（COCs）进行体外培养；通过免疫荧光染色检测肌球蛋白轻链9（MYL9）的双磷酸化（di-phosphorylation）水平以评估NMII活性；使用特异性抑制剂（包括NMII抑制剂para-amino blebbistatin、ERK抑制剂U0126、ROCK抑制剂Y27632和MRCK抑制剂BDP9066）进行功能阻断实验；采用transwell迁移实验量化细胞迁移能力；最后通过精子穿透实验验证生理功能。

研究结果首先通过时间序列分析揭示：EGF处理4小时后，卵丘细胞开始出现NMII激活（表现为MYL9双磷酸化焦点增多），8小时后细胞膜bleb（泡状突起）形成显著增加，同时卵丘面积扩大3倍以上。这些变化在体内hCG注射后同样被观察到，证实了生理相关性。

当使用NMII特异性抑制剂para-amino blebbistatin（PAB）处理时，虽然基质相关基因（Has2、Tnfaip6、Ptx3、Ptgs2）表达未受影响，但细胞blebbing被完全抑制，卵丘扩张程度剂量依赖性降低，细胞形态变得异常伸长（Cell Elongation Index升高），证明NMII活性是细胞运动而非基质产生的关键。

令人惊讶的是，抑制ERK信号虽能完全阻断基质基因表达和扩张过程，却只能部分降低NMII活性和blebbing，表明EGFR通过两条平行通路调控扩张：ERK负责"造路"（基质生成），而另一条未知通路负责"行车"（细胞运动）。

进一步机制探索发现，RhoA激动剂在无EGF情况下足以诱发MYL9磷酸化和细胞blebbing，但不诱导基质基因表达。抑制ROCK（Y27632）或MRCK（BDP9066）均能部分降低EGF诱导的MYL9磷酸化，同时抑制两者则几乎完全阻断这一过程，证明RhoA-ROCK和CDC42-MRCK通路共同介导NMII激活。

功能实验证明，EGF处理使卵丘细胞迁移能力提高10倍，而抑制NMII或其上游激活酶（ROCK/MRCK）均显著降低迁移指数。更引人注目的是，即使在缺乏内源性基质的情况下，RhoA激活剂也能促使卵丘细胞在商业透明质酸凝胶中移动，直接证明细胞自主迁移能力。

最终的精子穿透实验证实了生理意义：抑制NMII活性或ROCK/MRCK功能后，虽然精子仍能接触卵丘复合体，但能抵达卵子周围的精子数量锐减80%以上，证明卵丘细胞的主动迁移为精子提供了穿透路径。

研究结论整合为统一模型：EGFR信号通过双途径协调卵丘扩张——ERK通路负责转录激活基质成分合成，而RhoA-ROCK和CDC42-MRCK通路激活NMII驱动细胞迁移。这两种机制协同作用，使卵丘细胞在自身生成的基质中主动分散，为精子创造穿透通道。

这一发现不仅解决了长期困扰领域的细胞运动机制问题，更揭示了生育调控的新靶点。卵丘细胞迁移能力的缺陷可能是某些不孕症的原因，而特异性干扰这一过程可能为避孕提供新策略。研究还展示了细胞迁移模式的可塑性：卵丘细胞可能根据基质环境切换bleb-based（高NMII活性）和adhesion-based（中等NMII活性）两种迁移方式，这为细胞运动研究提供了新模型。

该研究通过精湛的实验设计将分子机制与生理功能完美衔接，证明基础细胞生物学过程如何直接调控生殖成功，为生殖医学领域带来重要突破。