通过单细胞转录组学技术揭示了在原始卵泡中调控卵母细胞命运分化的基因调控网络

《Communications Biology》：Gene regulatory networks orchestrating oocyte fate bifurcation in primordial follicles revealed by single-cell transcriptomics

　　

摘要

原始卵泡的第一次激活发生在出生后第2.5天（P2.5），其余的卵泡则进入休眠状态，以确保持续供应可受精的卵母细胞。然而，这种关键命运决定的分子机制及潜在原理仍不十分清楚。在本研究中，我们使用SMART-seq2技术分析了围产期雌性C57BL/6小鼠生殖细胞在三个发育阶段的转录动态：胚胎第17.5天的囊泡阶段（E17.5）、P2.5的原始卵泡阶段以及P6.5的初级卵泡阶段。无监督聚类和轨迹推断表明，P2.5阶段的原始卵母细胞具有不同的转录程序，这表明卵母细胞会向休眠状态或激活状态分化。激活的卵母细胞中与PI3K-Akt/mTORC1信号通路、细胞外基质（ECM）降解及卵母细胞成熟相关的基因表达上调，而休眠卵母细胞的标记基因则主要涉及氧化应激响应和DNA修复途径。基于SCENIC推断的转录调控网络重建揭示了调控这一命运分化的关键转录因子（如BHLHE41、TCF3/12）。值得注意的是，休眠卵母细胞形成了一种稳定的转录状态，与持续激活和发育的轨迹截然不同。我们的发现为我们提供了关于P2.5阶段原始卵泡卵母细胞基因表达和调控网络的全面图谱。