《Mitochondrion》：Mitochondrial modulator M1 attenuates ovarian aging by remodeling granulosa cell metabolism and improving oocyte maturation
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•老化改变颗粒细胞中的线粒体和代谢基因程序。•M1在衰老的HGL5细胞中诱导与延长相关的线粒体形态。•M1重塑代谢蛋白并增加每孔呼吸量。•M1增加ATP荧光强度，但未恢复所有线粒体指标。•M1增加衰老卵母细胞体外成熟过程中的极体排出。引言卵巢老化是一个渐进的、多因素参与的生物
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老化改变颗粒细胞中的线粒体和代谢基因程序。
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M1在衰老的HGL5细胞中诱导与延长相关的线粒体形态。
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M1重塑代谢蛋白并增加每孔呼吸量。
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M1增加ATP荧光强度，但未恢复所有线粒体指标。
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M1增加衰老卵母细胞体外成熟过程中的极体排出。
引言
卵巢老化是一个渐进的、多因素参与的生物过程，会导致女性生殖能力下降，其特征为卵巢储备减少、卵母细胞质量受损和内分泌功能改变（Tatone和Amicarelli，2013；May-Panloup等，2007）。随着母亲年龄增长，生育结局显著下降，使卵巢老化成为生殖医学中的一大挑战。在细胞层面，该过程涉及卵巢 follicle 多个区室的协同性退化，包括卵母细胞、颗粒细胞（GC）以及周围微环境（Broekmans等，2007）。其中，颗粒细胞在维持卵泡完整性和支持卵母细胞发育方面发挥核心作用，通过代谢偶联、氧化还原调节和旁分泌信号传导实现（Tatone等，2008；Li等，2021）。因此，颗粒细胞的年龄相关功能障碍越来越被认为是卵母细胞能力下降和卵巢整体功能减退的关键因素。
线粒体功能障碍是卵巢老化的标志性特征，也是生殖能力下降的关键决定因素（Wallace，2018）。线粒体对于细胞能量产生、生物合成代谢和细胞凋亡调节至关重要，这些功能在卵母细胞成熟和卵泡发育等高能耗过程中尤为重要（Tsang等，2022；Van Blerkom，2011）。在老化卵巢中，线粒体异常包括氧化磷酸化受损、线粒体动力学改变以及活性氧（ROS）产生增加（Li等，2022）。这些变化破坏细胞稳态，导致ATP产生减少、氧化损伤和细胞活力受损（Li等，2025；Su等，2023）。重要的是，卵母细胞和颗粒细胞均表现出与年龄相关的线粒体退化，这与受精潜力和发育能力的降低密切相关。颗粒细胞由于在与卵母细胞的代谢合作中起关键作用，因此对线粒体功能障碍特别敏感（Naigaonkar等，2026）。它们提供关键代谢物，包括丙酮酸和乳酸，这些是卵母细胞能量代谢和发育能力所必需的（Naigaonkar等，2026；Sutton-McDowall等，2010）。颗粒细胞代谢中与老化相关的改变包括糖酵解活性降低、乳酸-丙酮酸穿梭受损以及三羧酸（TCA）循环功能紊乱（Dumollard等，2009）。近期研究表明，颗粒细胞中线粒体能量代谢在老化过程中经历显著重编程，伴随氧化应激增加和ATP产生减少（Li等，2025；Su等，2023）。这些代谢紊乱不仅损害颗粒细胞功能，还通过破坏卵泡微环境间接损害卵母细胞质量。
除代谢功能障碍外，线粒体动力学——即线粒体融合与分裂之间的平衡——已成为卵巢老化中的一个关键调控机制。线粒体动力学调控细胞器形态、分布和质量控制，从而影响生物能量效率及细胞应激反应。该平衡失调已被证实与老化细胞中线粒体碎片化、受损线粒体积累以及线粒体自噬受损有关（Alberico和Woods，2021；Shi等，2026；Kasapoglu和Seli，2020）。关键调控蛋白，如Dnm1相关蛋白1（Drp1）、线粒体融合蛋白（MFN1/2）和视神经萎缩蛋白1（OPA1），协调这些过程，其活性改变已参与颗粒细胞中与年龄相关的线粒体功能障碍（Chiu等，2021）。值得注意的是，线粒体动力学的调控已被证明会影响颗粒细胞功能和类固醇生成，突显其作为治疗靶点的潜力。鉴于线粒体在卵巢老化中的核心作用，靶向线粒体功能已成为一种有前景的治疗策略（Zhang等，2025a）。各种方法，包括抗氧化治疗、代谢调控和线粒体靶向干预，已被探索用于改善线粒体健康并恢复卵巢功能（Li等，2025；Su等，2023；Tsui等，2024）。然而，能够直接调节线粒体动力学并同时改善颗粒细胞功能和卵母细胞质量的有效策略仍然有限。M1是一种腙类小分子4-氯-2-[1-(2-(2,4,6-三氯苯基)腙基)乙基]苯酚（CAS号219315-22-7；分子式C14H10Cl4N2O）。M1最初是在表型筛选中被鉴定为一种线粒体融合促进剂。据报道，M1诱导的延长需要残余的MFN/OPA1依赖性融合能力，并与ATP5A/ATP5B表达增加相关，尽管其直接分子结合靶标目前仍未知（Wang等，2012）。生殖学研究还报道了与环境条件及暴露相关的不良效应，表明其脱靶活性和安全性需要仔细评估（Garza等，2024；Budi等，2023）。
在本研究中，我们首先利用公开可用的卵巢单细胞转录组数据作为生成假设的参考框架，研究颗粒细胞富集的卵巢细胞群体中与老化相关的变化。年轻细胞富集的糖酵解/乳酸和生物能量/TCA循环程序，连同线粒体动力学相关基因的年龄相关重塑，为指导下游代谢和线粒体指标的选取提供了依据。随后，我们检测了作为线粒体动力学调节剂的M1是否能改变晚传代HGL5细胞中表现出衰老相关特征的选择表型，以及在衰老小鼠卵母细胞中是否改变成熟相关指标。因此，跨物种组分作为互补证据而非连续因果关系机制被使用。
章节摘要
单细胞RNA-seq分析
使用R中的Seurat软件重新分析了来自GSE130664的公开卵巢单细胞RNA-seq数据。尽管GSE130664既包含食蟹猴卵巢单细胞RNA-seq数据，也包含人KGN组织RNA-seq数据，但仅食蟹猴卵巢单细胞数据集用于图1。该数据集包括四只4–5岁年轻雌食蟹猴（YF1–YF4）和四只18–20岁老龄雌食蟹猴（OF1–OF4）的卵巢细胞，如原始研究中所定义（Wang等，2020）。
结果
公开scRNA-seq分析在晚传代HGL5模型中鉴定出部分吻合的年龄相关转录程序。
我们重新分析了一个公开的卵巢单细胞RNA-seq数据集，以建立卵巢细胞群体年龄相关变化的转录组参考框架。经过质量控制、降维和无监督聚类后，卵巢单细胞通过UMAP进行可视化（图1A）。簇2被选为下游分析对象，因为它显示
讨论
在本研究中，我们将公开的单细胞转录组参考分析与晚传代HGL5细胞实验以及从自然衰老小鼠中分离的卵母细胞实验相结合，以检查老化相关卵巢模型中M1相关重塑。数据支持三项主要观察：颗粒细胞富集的卵巢细胞簇中的年龄相关转录差异；晚传代HGL5细胞中M1相关的线粒体形态、DRP1磷酸化和选定代谢指标变化
结论
总之，M1与晚传代HGL5细胞中较少碎片化、与延长相关的线粒体形态、选定代谢和线粒体指标变化，以及衰老卵母细胞中的成熟相关变化有关。这些发现支持对M1和线粒体动力学的进一步研究，同时强调分子因果关系、原代细胞相关性、发育能力、安全性和生殖结局仍有待确立。
CRediT作者贡献声明
Shih-Hsuan Cheng：撰写初稿、验证、形式化分析。
Kuan-Hao Tsui：可视化、项目管理、调查、资金获取、概念化。
Li
Te Lin：调查、概念化。
Pei-Hsuan Lin：概念化。
Chyi-Uei Chern：概念化。
Yu-Chen Chen：概念化。
Zhi-Hong Wen：调查、概念化。
Chia-Jung Li：撰写—审稿和编辑、资金获取、概念化。
利益冲突声明
作者声明，本研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。
基金资助
本研究由科技部（114–2628-B-075B-001-MY3和114–2314-B-075B-004-MY3）及高雄市荣民总医院（KSVGH-115-052、056、063、069）资助。
Shih-Hsuan Cheng | Kuan-Hao Tsui | LiTe Lin | Pei-Hsuan Lin | Chyi-Uei Chern | Yu-Chen Chen | Zhi-Hong Wen | Chia-Jung Li
