哺乳动物卵母细胞纺锤体的形成及纺锤体检验点的作用机制

染色体精确分离是在纺锤体的正确组装和纺锤体检查点(spindle assembly checkpoint,SAC)的监控下完成的,对于哺乳动物卵母细胞来说,纺锤体的形成和SAC都是保证染色体精确分离的重要因素,如果染色体分离错误将直接导致自发性流产或其他出生缺陷。卵母细胞中心体缺失后,细胞依然能够依靠独立于中心体而围绕染色体成核的微管反向平行排列能形成双极纺锤体,即自我组装纺锤体。由微观组织中心(microtubue organizing center,MTOC)召集微管聚集,成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)维持两次减数分裂过程中纺锤体的形成过程,细胞静止因子(cytostatic factor,CSF)维持分裂中期结构,使纺锤体在染色体没有全部集合到赤道板时保持稳定。大体积的卵母细胞容易产生非整倍体,且卵母细胞中不含有中心体这一特殊性导致卵母细胞中是否存在SAC在很长一段时间内存在争议,但现在SAC是确保卵母细胞染色体精确分离的机制之一已被初步证明。在减数分裂中期染色体之间存在一种黏连,细胞会产生"等待-后期"信号抑制SAC活性,从而保持这种黏连稳定,直至所有染色体完成与纺锤体的连接,"等待-后期"信号失活,SAC启动,使染色体间的黏连失活,进而在纺锤体的作用下染色体分离。作者综述了减数分裂过程中纺锤体的特异性组装过程和纺锤体检查点的组成及作用机制,丰富了减数分裂的相关知识,并为减数分裂过程中非整倍体的形成机制提供依据。     

哺乳动物卵母细胞非整倍体产生机制的研究进展

雌性生殖细胞进行减数分裂时易发生染色体分离错误而产生非整倍体卵母细胞,其受精后会产生非整倍体胚胎,导致出生缺陷或胚胎致死,是影响哺乳动物繁殖的重要因素。卵母细胞在第一次减数分裂前期发生同源染色体联会,此时DNA双链断裂引发重组。重组时缺乏交叉、重组事件数量的减少及交叉靠近端粒或着丝粒导致染色体发生同向分离或不分离,从而产生非整倍体卵母细胞。减数分裂期间,当染色体的端粒共向于同一极或没有完全附着在纺锤体微管上时,纺锤体组装检查点（spindle assembly checkpoint,SAC）被激活,E3泛素连接酶APC/Cyclome （APC/C）沉默,保护分离酶抑制蛋白（securin）和细胞周期蛋白B （cyclin B）不被降解,从而抑制分离酶和染色体的分离。直到所有染色体与纺锤体实现稳定的双极定向并正确排列到赤道板上,SAC关闭,染色体正确分离。卵母细胞中SAC蛋白缺失,导致SAC不能有效地监测端粒在纺锤体上的正确附着,发生染色体分离错误,从而产生非整倍体卵母细胞。因此,通过现代分子技术手段解析非整倍体卵母细胞所涉及的机制是保护哺乳动物生育的重要目标。作者主要介绍了卵母细胞减数分裂的特点,详细阐述了卵母细胞非整倍体发生的染色体分离错误的分子机制,以期为开发卵母细胞非整倍体的治疗手段提供参考。     

AuroraA激酶在猪卵母细胞成熟分裂过程中的动态分布及其与微管蛋白相关性分析

为探讨Aurora A激酶在猪卵母细胞成熟过程中的动态分布及其与细胞微管蛋白相关性,采用间接免疫荧光结合激光共聚焦显微成像技术,检测Aurora A蛋白的动态分布与亚细胞定位,然后分别使用Aurora A特异性抑制剂(MLN-8054)、微管蛋白抑制剂(秋水仙素)处理猪卵母细胞,研究Aurora A与细胞骨架分布的相关性。结果显示:在生发泡(GV)期,Aurora A主要分布在细胞质中,在第一次和第二次减数分裂中期,即MⅠ和MⅡ期,Aurora A则主要伴随着纺锤体分布,与纺锤体有着相似的亚细胞定位;使用Aurora A特异性抑制剂MLN-8054处理细胞后,与对照组相比,纺锤体形态异常的比例显著增加;使用秋水仙素处理细胞后,α-微管蛋白结构紊乱地分布在染色体周围或消失,而Aurora A蛋白或以异常形态伴随纺锤体分布,或消失。结果表明:猪卵母细胞成熟分裂过程中Aurora A与纺缍体微管的分布密切相关,并具有明显的阶段性特点,Aurora A可能通过参与调节纺锤体微管的组装进而参与猪卵母细胞减数分裂的调控。     

微丝调控卵母细胞减数分裂成熟的分子机制研究进展

卵母细胞在与精子融合形成合子前会经历2轮减数分裂。与有丝分裂不同的是,2次减数分裂都是不对称的,最终会产生1个大体积的具有全能性单倍体卵母细胞和2个小体积的注定退化的极体。肌动蛋白丝作为卵母细胞中的细胞骨架,与分裂过程中的囊泡转运、细胞核定位、纺锤体迁移与锚定、极体排出和染色体分离等生物学事件存在重要联系。本文以哺乳动物为模型,总结了肌动蛋白在卵母细胞减数分裂成熟过程中的重要调节机制与信号通路,以期为进一步研究卵母细胞成熟过程的调控机制提供参考。     

蛋白激酶C在哺乳动物卵母细胞第1次减数分裂成熟过程中的调节作用

蛋白激酶C（PKC）是一个广泛分布在真核细胞中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族。它在卵母细胞的生发泡破裂（GVBD）、染色体凝集、MⅠ期纺锤体组装和第一极体排放等过程中起着重要的调节作用。PKC的活性变化调节着GVBD的发生，GVBD标志着第1次减数分裂的启动。PKC活性在卵母细胞成熟过程中逐渐升高，在第1次减数分裂中/后期转变时活性下降，使卵母细胞得以释放出第一极体，至此卵母细胞完成第1次减数分裂进入第2次减数分裂。作者就PKC在卵母细胞第1次减数分裂成熟过程中的作用综述如下。     

细胞周期检查点激酶1的表达对猪卵母细胞体外成熟的影响

细胞周期检查点激酶1(Chk1)作为DNA复制检查点和DNA损伤反应的重要成员,在有丝分裂和减数分裂中都具有重要作用。为探究Chk1对猪卵母细胞减数分裂的影响,本研究首先采用免疫荧光染色和实时荧光定量PCR技术检测了Chk1在猪卵母细胞不同时期的表达和定位,随后利用chir-124抑制Chk1的表达,研究其对猪卵母细胞减数分裂的影响,以及相关基因的表达和纺锤体的变化。结果表明,Chk1在4个时期(GV、GVBD、MI、MII)均有表达,GV期主要定位在生发泡内,GVBD期主要定位在核周围,MI期和MII期主要定位在纺锤体上;用不同浓度的chir-124处理卵母细胞来抑制Chk1,发现0.5μmol/L的chir-124对卵母细胞生发泡破裂(GVBD)的影响最大,可显著提高猪卵母细胞处于GV-IV期的比例(P0.05),并且可显著提高卵母细胞达到GVBD期的比率(P0.05),但对后续的成熟没有显著影响;随后对MII期卵母细胞的基因表达进行检测发现,Chk1的抑制可调节cdk1、cdc25C、cyclin b1基因的表达,并使gwl基因的表达显著下降(P0.05),从而调节卵母细胞恢复减数分裂的进程;Chk1的表达会激活纺锤体组装检查点(SAC),阻止同源染色体分离,将猪卵母细胞定位在MI期,而减少Chk1的表达后,猪卵母细胞可渡过MI期,进入MII期。综上,在GV期使用chir-124抑制Chk1的表达可促进猪卵母细胞恢复减数分裂,并促进后续的成熟。     

低温和冷冻保护剂(DMSO)对卵细胞的影响

实验以小鼠为动物模型 ,研究延长小鼠卵母细胞在含有冷冻保护剂的液体中的平衡时间、并且降低平衡时的温度是否能影响卵母细胞完成减数分裂时染色体的倍性。结果表明 :①在含有DMSO的液体中平衡卵母细胞的非整倍体率同对照组没有明显差异 ,但是卵母细胞在没有DMSO的液体中平衡 ,非整倍体率明显增加 ;②有DMSO时 0℃平衡15和 6 0min后卵母细胞非整倍体率没有发生明显变化 ;③卵母细胞在 1.5mol/L的DMSO液体中 2 4℃平衡 ,卵母细胞的非整倍体率明显增加。这些结果表明 :1.5mol/L的DMSO 0℃平衡对卵母细胞的染色体倍性有保护作用     

牛卵母细胞的成熟与激活

本文综述了牛卵母细胞生长成熟过程和卵母细胞激活的形态学变化,并从分子调控机制上进行探讨。卵母细胞成熟经历了四个阶段：（１）减数分裂启动及在核网期的阻滞;（２）卵母细胞生长期;（３）减数分裂的恢复;（４）减数分裂在ＭⅡ停滞。一些细胞因子和小分子物质参与并调控这一过程的完成,卵母细胞激活的形态学标志是释放第二极体并形成原核,其实质是形成减数分裂向有丝分裂的转变。     

MPF和MAPK在卵母细胞成熟过程中的作用

在卵母细胞减数分裂成熟过程中,MAPK和MPF起着关键性的作用。这两种蛋白激酶的相互作用影响着整个动物界卵母细胞减数分裂成熟过程,包括促进生发泡破裂、抑制减数分裂过程中的DNA复制、调节染色体的分离、维持MII期阻滞、诱发第2次减数分裂恢复等。本文对卵母细胞减数分裂成熟过程中MPF和MAPK的作用和相互调节进行了综述。     

野桑蚕减数分裂的染色体研究

对中国和日本野桑蚕染色体进行了观察、研究 ,比较了中国野桑蚕卵母细胞和精母细胞减数分裂前期Ⅰ染色体的形态行为 ,发现这些差异与雌雄蚕染色体是否发生交叉是一致的 ;同时在两个地区的雌蚕粗线期均发现了末端分开呈不对称的“Y”字二价体或提前分离的二价染色体 ,对其形成机理进行了探讨     

小鼠体内卵母细胞死亡的形态变化研究

目前大多数研究主要是针对体外的卵母细胞凋亡,并且通常采用抗癌试剂来人为的引入。然而,对体内卵母细胞死亡的过程还不是很明确。为了查明体内未受精卵的死亡过程,我们检测了从输卵管壶腹部冲出的注射了HCG后不同间隔的卵母细胞中的细胞化学物质的改变情况。在每一个收集的时间段,在显微镜下将收集的卵母细胞从表观上分成四组:单细胞卵母细胞(没有激活和没有核或胞浆移动),激活的卵母细胞(带有核的单细胞,2-或4-细胞),碎裂的卵母细胞及其死亡的卵母细胞。随着时间的推移,单细胞卵母细胞的数量下降,死亡的卵母细胞数量增加,但是激活或碎裂的卵母细胞数量未发生改变。同时,检测到的大多数死亡的卵母细胞都是单细胞。在每一个时间点上,用抗微管蛋白抗体对单细胞卵母细胞进行着色,来检测它们的纺锤体状态。在注射HCG24h之后,大多数超排后的卵母细胞都有两极纺锤体,然而在超排后64h的单细胞卵母细胞就没有纺锤体。结果表明,大多数的体内卵母细胞在单细胞期就出现死亡,而激活或碎裂的卵母细胞则不是。     

谷胱甘肽对哺乳动物卵母细胞的影响

谷胱甘肽与哺乳动物卵母细胞之间关系密切,谷胱甘肽具有一种还原能力。谷胱甘肽参与保护雌性配子细胞免受氧化物的伤害,还参与维持卵母细胞减数分裂纺锤体形态。卵母细胞中谷胱甘肽浓度可以作为衡量哺乳动物卵母细胞质和核成熟程度的标志。它对于受精后雄原核形成起了积极的作用,并且还有助于早期胚胎发育。卵丘细胞对卵母细胞内的谷胱甘肽合成起重要作用。不同种类的低分子量硫醇复合物可以诱导卵母细胞中谷胱甘肽的合成。     

微管的相关研究

微管(microtubule,MT)是由微管蛋白组装成长管状细胞器结构,存在于所有的真核细胞中,微管外径的平均值为24 nm,对较高的压力、较低的温度和秋水仙素很敏感。微管在细胞内呈网状和束状分布,并连同其它蛋白质组装成神经管、轴突、纤毛、鞭毛、中心粒、基粒、纺锤体等结构,参与维持细胞形态、细胞运动和细胞分裂。微管由两种类型的微管蛋白亚基组成,即α-微     

G蛋白偶联受体50在牦牛卵母细胞体外成熟过程中的表达与亚细胞定位研究

试验旨在研究G蛋白偶联受体50（G protein-coupled receptor 50,GPR50）在牦牛卵母细胞体外成熟过程中的表达与定位规律,为进一步解析卵母细胞成熟的分子机制及理解牦牛繁殖的特异性提供依据。通过牦牛卵母细胞体外成熟培养,利用免疫荧光染色监测不同时间点（0~24 h）纺锤丝形态和核相的变化,确定牦牛卵母细胞减数分裂4个时期,包括生发泡期（germinal vesicle,GV）、生发泡破裂期（germinal vesicle break down,GVBD）、第一次减数分裂中期（metaphase Ⅰ,MⅠ）与第二次减数分裂中期（metaphase Ⅱ,MⅡ）的时间点。在此基础上,通过实时荧光定量PCR检测GPR50基因在牦牛卵母细胞成熟过程中的动态表达量,免疫荧光染色检测GPR50蛋白在卵母细胞成熟过程中的的亚细胞动态定位情况。结果表明,牦牛卵母细胞体外成熟0 h时90%处于GV期,6 h时94%处于GVBD期,16 h时92%细胞处于MⅠ期,24 h时94%处于MⅡ期。实时荧光定量PCR结果表明,GPR50基因在牦牛卵母细胞GV期即有表达,并在GVBD、MⅠ、MⅡ期成熟过程中逐渐升高,在MⅡ期达到顶峰,且极显著高于GV与GVBD期（P<0.01）。GPR50蛋白在牦牛卵母细胞GV期时集中在膜上表达,并随着成熟进程的发展在细胞质和细胞膜均大量表达,在MⅡ期高亮度弥散表达。以上结果表明,GPR50基因参与牦牛卵母细胞减数分裂过程并发挥重要作用,为研究GPR50在牦牛卵母细胞成熟过程中的作用及机制提供了依据。     

小鼠性染色体在精子发生过程中的转录活性与基因表达

小鼠性染色体在精子发生过程中经历了与常染色体不同的基因表达水平。性染色体在减数分裂过程中会发生转录失活(MSCI,meiotic sex chromosome inactivation),并且还会有部分基因表达(PSCR,postmeiotic sex chromosome repression)。本文综述了小鼠性染色体在减数分裂过程中发生转录失活的过程及机制,然后利用最近的小鼠减数分裂后精细胞测序的RNA数据,对小鼠精子发生过程中起重要作用的Akap4、Cypt、Asb9基因进行了功能描述。     

哺乳动物卵母细胞孤雌激活研究进展

孤雌激活是指处于第2次减数分裂中期卵母细胞不经过雄性配子的作用,而在某些理化因素的刺激下恢复并完成减数分裂,进行有丝分裂发育到胚胎的过程.卵母细胞的激活是以Ca2+为第二信使,成熟促进因子(MPF)、细胞分裂素活化蛋白激酶(MAPK)、细胞静止因子(CSF)等细胞因子综合作用的结果.卵母细胞激活是核移植的关键技术,也是研究哺乳动物受精机制及发育机理的有效方法.现介绍卵母细胞孤雌激活的机制以及卵母细胞孤雌生殖激活方法.     

谷胱甘肽和活性氧对哺乳动物配子作用的研究进展

文章综述了近年来关于谷胱甘肽对哺乳动物精子、卵母细胞和胚胎早期发育的作用及活性氧对精子功能的影响。在雄性和雌性配子中,谷胱甘肽起着保护精子和卵母细胞免受氧化损害的作用。在卵母细胞减数分裂中谷胱甘肽具有维持纺锤体形态的作用,受精后,巯基在精核的形成中起着积极的作用,并促进早期胚胎发育到囊胚阶段。在卵母细胞成熟过程中,谷胱甘肽的浓度发生着变化。它的合成受促性腺激素的调节,在精子的发生过程中随着精子的成熟,谷胱甘肽的浓度逐渐降低,但活性氧对精子功能也有多方面的作用。文章对卵丘细胞中小分子巯基化合物在谷胱甘肽合成中的重要作用也进行了综述。     

家蚕雌粗线期染色体的G-带分析

著者等首次采用ASG法对家蚕卵母细胞减数分裂粗线期染色体进行G—带分染,在染色体上显示出暗带明带共658条丰富的带纹,并绘制了G—带组型模式图。在不同的细胞中,鉴别出26条相似二价体。本实验中,未发现不对称配对的异型性染色体。     

牛体外成熟卵母细胞染色体形态学研究

[目的]为了给牛体细胞克隆和转基因克隆工作提供基础性材料.[方法]在显微镜下,从卵液中捡出卵丘-卵母细胞复合体,置入成熟培养液中进行成熟培养,处理培养不同时期的卵母细胞,所得的去掉卵丘的卵母细胞固定在载玻片上,染色、冲洗、晾干,在显微镜下观察.[结果]表明:成熟培养0 h到4 h大多数卵母细胞处于GV期(97.5%～87.8%),培养6 h以后GVBD发生了卵母细胞数量明显增多(51.6%),成熟培养8 h～12 h处于Pre-MI的卵母细胞逐渐减少(76.7%～43.2%),MI期卵母细胞逐渐增多(13.3%～50.0%).成熟培养16 h有17.8%的卵母细胞处于MII期,大部分细胞仍处于MI期(40.0%)和AI/TI期(42.2%).从16 h～24 h,MII期卵逐渐增多,培养24 h后大多数卵母细胞排出第一极体到达MII期(86.5%).[结论]在减数分裂过程中,染色体也发生了显著的形态变化.第一次减数分裂中期时的染色体清晰可数,进入后期时,分开的两团染色体各自凝集成染色质团,并且一直持续到末期,到达第二次减数分裂中期时又成为清晰可数的染色体状态.     

6种根茎型禾草PMC减数分裂及花粉形态的研究

对3种赖草属植物和3种偃麦草属植物花粉母细胞的减数分裂过程中花粉粒形态、饱满度和生活力进行了观察与比较研究,结果表明赖草、大赖草、中间偃麦草、巴顿硬叶偃麦草、茹莎娜硬叶偃麦草的PMC减数分裂过程中存在分裂期不同步现象;巴顿硬叶偃麦草和茹莎娜硬叶偃麦草在后期Ⅰ同源染色体分离时产生染色体桥的异常现象,巴顿硬叶偃麦草在中期Ⅰ出现染色体落后现象;PMC减数分裂的胞质分裂方式为连续型;赖草属中,大赖草的3-细胞花粉百分率高于2-细胞花粉;偃麦草属中,巴顿硬叶偃麦草的3-细胞花粉百分率高于2-细胞花粉,而中间偃麦草的3-细胞花粉百分率低于2-细胞花粉,其花粉生活力高于其它种.