健康的卵子是维持女性生育能力的必要条件,但是有些不孕的妇女并没有排卵障碍和生殖道缺陷,她们的卵子为什么也不能正常受精、孕育新生命呢?多年以来,科学家尚不能十分清楚地解释,维持卵子存活的分子机制到底是怎样。
浙江大学生命科学研究院范衡宇课题组最新的研究发现:一个叫crl4的蛋白质复合体,对维持卵子的活性至关重要。课题组从分子机制上,揭示了维持雌性生育能力、延缓女性更年期的新机制。
这项研究成果,为了解卵巢早衰、妊娠失败等女性不孕不育疾病的病因提供了全新的认识。相关成果发表在最新出版的美国《科学》杂志上。
在雌性哺乳动物和人类体内,卵母细胞(卵子的前身)和其他细胞相比,发育过程独树一帜:女婴出生时,体内有十万颗左右的卵母细胞,但是它们不会随着母体的成长而增加、长大,它们像是一颗颗未萌发的种子一样,处于发育的静止状态。
“在进入青春期以后,其中的一部分卵母细胞会陆续被激活和长大,在性激素的影响下,发育成熟并最终排卵。”范衡宇说,通常,女性可以排卵300颗到400颗之间,如果卵子耗竭,就意味着更年期的到来。
“如果女性在40岁以前发生卵子提前耗竭,临床上称作卵巢早衰,目前影响人群中1~2%的女性。”
但是多年以来,维持卵子存活的分子机制,科学家还不是十分清楚。
通过最初对小雌鼠进行基因表达测试,课题组发现:crl4蛋白质复合体,在小鼠卵子中含量特别丰富。
“这提示它可能在卵子中具有重要功能。”范衡宇介绍说,在动物实验中,课题组利用基因敲除技术(通过注射特殊试剂,定点追踪某个基因,并且抑制它的表达),阻止了小鼠卵子中crl4蛋白质复合体的生成。
实验结果显示:虽然这些小鼠表面上看起来非常健康,却完全失去了生育能力。它们的卵母细胞在出生之后很快就凋亡了,并出现了与人类卵巢早衰相类似的症状。这些卵子即使受精以后,也不能发育成正常胚胎,导致早期流产。
课题组因此得出结论:crl4蛋白质复合体不但能维持卵子的存活,也是受精以后早期胚胎的发育所必需的。
经过进一步的生化研究,课题组发现了crl4蛋白质复合体是如何发挥效用的:它能调节卵子中一个催化dna去甲基化的酶tet,从而保证受精以后胚胎基因组的正确重编程。
下一步,课题组将与临床医生合作研究,测试不孕不育的女性基因组,是不是存在crl4基因突变的情况。“如果临床试验证明crl4基因突变必然导致不孕,那么针对性的药物研发将跟上,这属于基因病,需要通过源头上进行基因治疗的方式来解决问题。”。
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