子宫内膜异位症相关不孕症改变卵丘细胞microRNA特征:未受精卵母细胞中的影响尤为显著

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Biological Research 4.6

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  本研究针对子宫内膜异位症(E)相关不孕症患者卵母细胞质量评估难题,通过小RNA测序技术首次系统分析了E患者与对照(C)人群卵丘细胞(CCs)的miRNA表达谱。研究发现E显著改变CCs中85个miRNAs表达,并鉴定出27个与受精潜能相关的关键miRNAs。特别值得注意的是,研究首次揭示了E患者中仍能成功受精卵母细胞的特异性miRNA特征(6个miRNAs)。靶基因分析表明这些miRNAs调控卵母细胞减数分裂、孕酮介导的成熟通路、胚胎发育、线粒体功能等重要生物学过程,为开发非侵入性诊断工具和改善辅助生殖(ART)结局提供了新视角。

  
子宫内膜异位症是一种困扰全球约10%女性的复杂疾病,其中30-50%的患者面临不孕难题。虽然辅助生殖技术(ART)为这些患者带来了希望,但子宫内膜异位症究竟如何影响卵母细胞质量、受精能力和妊娠结局,一直是生殖医学领域争论的焦点。更令人困扰的是,缺乏可靠的分子标志物来评估子宫内膜异位症患者的卵母细胞质量,导致医生在选择最佳卵母细胞进行体外受精(IVF)时往往无所适从。
在这种临床困境下,卵丘细胞(CCs)——那些紧紧包围卵母细胞的颗粒细胞——引起了研究人员的特别注意。这些细胞不仅为卵母细胞提供营养支持,还参与调控卵母细胞成熟的关键过程,更重要的是,它们能够反映卵母细胞的真实状态。近年来,虽然研究发现子宫内膜异位症患者卵丘细胞中的蛋白编码RNA存在异常,但对调控基因表达的关键小分子——microRNAs(miRNAs)的研究却几乎空白。
正是基于这样的背景,Carmen Alminana团队开展了一项创新性研究,他们采用高精度的小RNA测序技术,对来自子宫内膜异位症患者和对照人群的单个卵丘细胞样本进行了深入分析。研究不仅比较了疾病状态的差异,还首次探讨了受精成功与失败卵母细胞之间的miRNA表达特征,为理解子宫内膜异位症如何影响卵母细胞质量提供了全新的分子视角。
研究人员为开展这项研究采用了几个关键技术方法:从33名接受卵胞浆内单精子注射(ICSI)治疗的患者中获取卵丘细胞样本,包括15名子宫内膜异位症患者和18名对照患者;使用小RNA测序技术对36个卵丘细胞文库进行深度测序;通过生物信息学分析鉴定差异表达的miRNAs;采用定量实时RT-PCR对选定miRNAs进行验证;利用MIENTURNET和DAVID等工具进行靶基因预测和功能富集分析。
研究结果揭示了多个重要发现:
差异表达的microRNAs鉴定
通过主成分分析(PCA)发现,对照样本明显聚集在一起,而子宫内膜异位症样本则表现出更大的变异性,特别是在未能受精的卵母细胞中。研究人员共鉴定出85个在子宫内膜异位症与对照人群间差异表达的miRNAs,这些miRNAs构成了疾病特异的分子特征。
受精与未受精卵母细胞中的差异miRNAs
比较受精(2PN)与未受精(0PN)卵母细胞,发现了37个差异表达的miRNAs。这些miRNAs可能成为预测卵母细胞受精潜能的生物标志物。
子宫内膜异位症患者中受精与未受精卵母细胞的比较
在子宫内膜异位症患者内部比较中,受精卵母细胞(E2)与未受精卵母细胞(E0)之间存在25个差异表达的miRNAs,这些miRNAs可能解释了为什么有些卵母细胞能够克服疾病影响成功受精。
三组关键miRNAs集合的识别
通过维恩图分析,研究人员识别出三组具有重要生物学意义的miRNAs集合:Set 1包含35个仅受子宫内膜异位症影响的miRNAs;Set 2包含27个同时受疾病和受精潜能影响的miRNAs;Set 3包含6个在子宫内膜异位症患者中仍能成功受精的卵母细胞特征性miRNAs。
功能富集分析
靶基因预测和功能富集分析显示,这些差异表达的miRNAs调控多个与卵母细胞质量相关的关键生物学过程和通路,包括孕酮介导的卵母细胞成熟、卵母细胞减数分裂、胚胎发育、线粒体功能、钙信号传导、氧化应激反应、纺锤体组装和染色体组织等。
microRNA验证
通过定量实时RT-PCR对选定的miRNAs(hsa-miR-143-3p和hsa-miR-10b-5p)进行验证,结果与RNA测序数据一致,证实了测序结果的可靠性。
研究结论和讨论部分强调了这项工作的重要意义。该研究首次全面描绘了子宫内膜异位症患者卵丘细胞的miRNA表达谱,揭示了疾病如何通过改变这些调控分子来影响卵母细胞质量。特别有价值的是,研究不仅展示了疾病带来的负面影响,还发现了那些即使面对疾病挑战仍能成功受精的卵母细胞的独特miRNA特征,这为临床选择高质量卵母细胞提供了潜在的分子标志物。
从机制层面看,这些异常表达的miRNAs通过调控多个关键生物学过程影响卵母细胞质量:包括卵母细胞减数分裂进程、孕酮信号通路、线粒体功能完整性、氧化应激平衡、钙离子稳态和纺锤体组装等。这些发现为理解子宫内膜异位症相关不孕症的分子机制提供了全新视角。
研究的临床意义尤为突出。基于卵丘细胞miRNA表达特征开发非侵入性诊断工具,可能在未来帮助生殖医学专家在ART过程中选择最具发育潜能的卵母细胞,从而提高子宫内膜异位症患者的妊娠成功率。此外,某些关键miRNAs可能成为治疗靶点,通过调控这些分子来改善卵母细胞质量,为子宫内膜异位症不孕患者提供新的治疗策略。
这项研究发表在《Biological Research》期刊上,为生殖医学领域提供了宝贵的分子资源,也为未来开发个性化治疗方案奠定了基础。随着进一步研究的深入,这些发现有望转化为临床实践,真正改善子宫内膜异位症不孕患者的生殖结局。
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