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哺乳动物卵母细胞体外成熟的研究进展 黑龙江动物繁殖第18卷第6期2010年 哺乳动物卵母细胞体外成熟的研究进展 刘晓宁,高炬 中图分类号:$814.3 (黑龙江省家畜繁育指导站,黑龙江哈尔滨150069) 文献标识码:B文章编号:1005～2739(2010)06—0010—03 1卵母细胞体外成熟的研究现状 1935年,Pincus等将从兔卵泡中分离出来的卵 母细胞经体外培养,使其继续进行减数分裂,从而达 到完全成熟.此后,卵母细胞的体外成熟培养得到了 迅速发展.目前,卵母细胞的体外成熟技术己被广泛 应用于科学研究,畜牧生产和医学生殖工程中,牛, 羊未成熟卵母细胞经体外培养,排出第1极体率可 达90%以上.然而,体外成熟卵母细胞的质量和发育 潜能与体内成熟的卵母细胞相比仍有较大差距,这 说明减数分裂的恢复和细胞核的成熟并不能指示卵 母细胞的完全成熟.体外成熟的卵母细胞存在细胞 质成熟差或者细胞核和细胞质成熟不同步等问题. 针对目前家畜体外受精研究中出现的普遍问题,有 学者认为,卵母细胞在成熟过程中退化以及细胞质 不完全成熟是造成体外受精胚胎生产效率低的主要 原因. 2卵母细胞的成熟过程 卵母细胞成熟是指充分生长卵母细胞向成熟卵 母细胞转化的过程.卵母细胞体外成熟主要包括减 数分裂的恢复和完成,以及细胞质,细胞膜,透明带, 卵丘细胞的成熟变化.成熟卵母细胞核经过第1次 成熟分裂的核网期,MI,AI,TI和第2次成熟分 裂的间期而达到MⅡ.随着卵母细胞的发育,生发泡 增大,由中央移向质膜,并紧靠脂膜下.核膜打褶而 起伏不平,核仁致密化.在光镜下先后表现为生发泡 破裂(GVBD)和第1极体排出.一般而言,GVBD代 表成熟分裂的开始,而第1极体排出标志着卵母细 胞已达到核成熟.成熟期卵母细胞质也有较大的变 化,各种细胞器(如皮质颗粒,线粒体,内质网,高尔 基体等)聚集成一个细胞器带.这些细胞器之所以处 于卵母细胞的外周皮质区,可能与卵母细胞与外周 收稿日期:2010—09—02 作者简介:刘晓宁(1976一),女,硕士,高级畜牧师. 一 10一 卵丘细胞密切接触.便于快速进行物质,能量和信息 交换.卵母细胞成熟后J二述接触变疏松,细胞器开 始向中央区移动,皮质区形成一个细胞器空虚带.其 中皮质颗粒排列到质膜下被认为是哺乳动物卵母细 胞成熟的一个重要标志}1j.随着卵母细胞的退化,皮 质颗粒则成堆分布,并有许多排到卵周隙中.在电镜 下,线粒体由近核区移向皮质膜下区,在一端出现大 空泡,线粒体由小嵴,圆形或椭圆形转变为带帽线粒 体,这是卵母细胞成熟的另一重要标志.线粒体先移 到皮质区后内移,这种内移是哺乳动物卵母细胞的 一 个共同特征,是成熟分裂完成所必需的.胞质成熟 不仅与核成熟关系密切,而且涉及受精率及早期胚 胎发育率.胞质成熟不像核成熟那样可以从形态上 判别,无论从形态上还是生化上,胞质成熟都是难以 断定的.卵丘细胞扩展常用作判断卵母细胞体外成 熟的特征. 3卵母细胞成熟的调节机制 卵母细胞的成熟调节是一个复杂的多因子调节 过程,其调节机制是近年来研究的热点.卯母细胞的 发育与成熟过程伴有几次发育停滞状态,第1次停 滞状态是停滞在第1次减数分裂前期的双线期,人 们将处于这一时期的卵母细胞称为前期停滞的卵母 细胞(prophase—blockedoocytes),自卵巢表面卵泡中 抽取的卵母细胞就处于这个时期(生发泡期,GV 期).超越这个组织需发生从G向M相,即由GV期 发生GVBD向MI其转变(GMItransition);第二 个停滞则是卵母细胞成熟至MⅡ期后,将在该期维 持较长时间,直到精子入卵或受其他人工刺激,卵母 细胞才离开MⅡ期并获得继续发育的能力,此即M Ⅱ期停滞.现在的研究认为,OMI及cAMP参与核网 期阻滞调节团.人们对卵母细胞减数分裂的恢复机制 进行了大量的研究,目前已比较清楚.cAMP含量降 低能促使卵母细胞减数分裂发生,是诱导卵母细胞 成熟的先决条件.MPF是一种蛋白激酶,由催化亚基 P34和调节亚基cyclinB组成,能直接催化一些与 细胞分裂有关的蛋白质磷酸化,促使细胞由问期向 M期转化:CSF能促进和维持MPF活性,使细胞维 持在M期状态. 4影响卵母细胞体外成熟的因素 4.1胚胎的来源 4.1.1动物种类哺乳动物种类不同,卯泡卵母细 胞在体外的成熟时间,成熟能力以及体外成熟的表 现都有差异.根本原因在于卵母细胞自身结构的区 别,包括卵丘细胞的多少,胞质内细胞器的分布和数 量,核基因的倍性,膜的成熟状态等I31.在进行卵母细 胞体外成熟时,要清楚卵母细胞在体内所处的环境 条件和特殊性. 4.1.2动物年龄及性机能和卵巢状态同一种动物 在不同年龄阶段其卵母细胞体外成熟的情况也有所 不同,表现在蛋白质