孕酮诱发蟾蜍卵母细胞成熟作用部位的探讨

冬眠蟾蜍长足卵母胞胞,经手工剥除其卵巢膜、滤泡膜、透明带和质膜,包埋在琼脂块里,孕酮作用3小时(18±1℃)后,该细胞质团块中出现促成熟活性物质(MPF);将含有此MPF的微量卵质(约50毫微升),注入未经激素处理的卵球,能诱发后者恢复减数分裂,胚泡破裂,排出第一极体,正常抵达第二次成熟分裂中期。如果在去除上述卵外和卵表膜层结构的同时,剔除其细胞核(胚泡),然后包裹在琼脂中,经孕酮处理3小时左右,照样能够诱发产生促成熟活性物质;微量细胞质的转移,照样能使未经激素处理的受体卵正常成熟。随着供体卵质块与孕酮接触时间的延长,其诱发受体卵成熟的百分率逐渐增高。孕酮处理后9小时的供体卵质块,几乎全部能使受体卵正常成熟。上述结果表明,在本实验处理的条件下,孕酮诱发中华大蟾蜍卵母细胞形成促成熟活性物质的过程,既不依赖于卵表透明带与质膜,也不依赖于细胞核,而是细胞质自身活动的结果;显然,孕酮诱发蟾蜍卵母细胞成熟的初始作用部位是在细胞质。     

蟾蜍卵母细胞成熟过程中卵周膜的变化及其与排卵的关系

中华大蟾蜍卵巢中长足的卵母细胞外被三层包膜:卵巢膜(包括卵巢上皮和结缔组织层)、滤泡上皮与透明带。卵巢膜和滤泡上皮可以分别从卵球表面剥除,透明带因与卵母细胞质膜的微绒毛紧密相连,无法分离。适当培养条件,和垂体促性腺激素或孕酮的作用下,中止在第一次减数分裂双线期的卵母细胞继续进行减数分裂,并作从滤泡排出的准备。在此过程中,随着胚泡和细胞质的一系列活动,卵外包膜结构也有相应变化,我们观察到: 1.随着激素处理时间的增进,卵母细胞表面质膜延伸形成的微绒毛回缩,9小时左右(18±1℃),卵周隙出现。卵周隙自卵球动物极向植物极延伸,在出现卵周隙的区域,卵黄膜即自透明带衍生而成,并能与质膜分离。迄13—14小时,第一次减数分裂中期时,卵周隙发展至植物极顶端,一层透明而坚韧的卵黄膜全部形成,可从卵球表面剥除。此后,卵周隙作不均等的增宽——动物极宽于植物极,卵黄膜增固。不论是已从卵泡排出的卵母细胞,还是仍留在卵泡内的卵母细胞,只要能够恢复进行减数分裂,抵达第二次减数分裂中期,卵周膜都有上述相应变化。可见,卵黄膜是长足卵母细胞在激素诱发成熟过程中,在透明带的基础上衍生形成,是卵母细胞成熟分裂的产物,不是排卵的结果;它的形成,和卵母细胞成熟分裂过程中,细胞核与细胞质的一系列活动有直接关系。2.垂体促性腺激素体外培养3小时,卵巢上皮细胞和结缔组织层内的微纤维仍是分散着的,基膜仍是平直的带条,未见明显变化。12小时左右,正在准备从滤泡排出的卵母细胞中,微纤维并列成束,呈收缩状;基膜增厚,扭曲为波浪形,上皮细胞和细胞核的形状也相应改变;结缔组织层中,部分成纤维细胞和胶原纤维解体。蟾蜍卵母细胞的释放,是在滤泡外平滑肌和滤泡内液压不存在的情况下进行。上述微纤维和基膜等的变化指出,在卵巢膜里可能存在着一个非肌肉的收缩体系,在排卵过程中起主要作用。同时,剥除卵巢膜的卵母细胞,在激素作用下,能够抵达第二次成熟分裂中期,并形成卵黄膜,但却不能排离滤泡上皮的包裹。这进一步说明,激素诱发排卵,与卵巢上皮和结缔组织层(不是滤泡上皮)的活动有密切关系,剥除卵巢膜,就不见排卵。     

成熟前后蟾蜍卵母细胞质膜、透明带和卵黄膜蛋白质组份的比较分析

手工分离激素体外诱发成熟的中华大蟾蜍长足卵母细胞质膜和卵黄膜,以及未经激素处理的卵母细胞质膜和透明带,通过SDS-聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳,进行膜蛋白质组份比较分析。考马斯蓝染色显示:未经激素处理的卵母细胞,其质膜主要有六条蛋白带子,分子量范围为25K—250K道尔顿;透明带有四条主要蛋白质带,分子量范围为43K—250K道尔顿。激素作用后的成熟卵球质膜蛋白质组份与处理前相同;由透明带衍生形成的卵黄膜,显著增加一种分子量为20K道尔顿的蛋白质组份。卵母细胞膜表面的碘(~(125)I)化反应和电泳分析结果清楚地表明,不论透明带还是质膜,它们的不同分子量蛋白质带都能强烈地标记上~(125)I;去膜卵球部分的蛋白质成份,没有测出任何~(125)I标记峰。证明以上分析的蛋白质组份确是存在于膜的表面。     

环境温度影响蟾蜍卵母细胞成熟能力的机制之实验分析

长年饲养在高温(28—30℃)环境中雌性中华大蟾蜍,它们的卵母细胞可以长足,但经激素处理时,生发泡不破裂,仅显示成熟过程早期阶段的变化。值得注意的是,在孕酮刺激后的高温卵卵质中,出观了一种能诱发低温卵恢复减数分裂的物质,称作为“依赖冬眠因子的促成熟物质”(HF-MPS)。HF-MPS 与MPF 有不少相似之处,如孕酮处理后,它们在卵质中出现的时间相仿,它们的形成均不依赖于转录水平,而是依赖于翻译水平的蛋白质合成活动;但亦存在不同之处,如MPF 诱发低温卵GVBD 时程不受温度影响,而HF-MPS 在10℃环境中,诱发低温卵GVBD 的时间明显延缓;MPF 不仅能诱发低温卵GVBD,而且同样能诱发高温卵GVBD,然而,HF-MPS 只能诱发低温卵GVBD。由此表明,MPF 和HF-MPS 似乎是截然不同的两类活性蛋白质。高温卵缺少低温诱发产生的“冬眠因子”,所以不能恢复cdc 2基因的转录活动,不能实现MPF 自身催化扩增作用,不能保证孕酮处理后的卵母细胞完成正常成熟的全过程变化。足见,低温是中华大蟾蜍卵母细胞恢复减数分裂过程中的必要条件,是导致中华大蟾蜍现有区域分布的内在原因之一。     

两种发育型鱼类卵母细胞成熟过程中促精核发育现象的研究

采用实验细胞学技术,比较研究了红鲤精核在雌核发育鱼类(银鲫)和两性融合发育鱼类(红鲤、彩鲫)卵母细胞成熟各阶段中的发育状况,结果表明:在两性融合发育鱼类中,当卵母细胞发育到胚泡破裂期吋,精核开始解凝发育,及至第一次成熟分裂中期后阶段,高度解凝的精核才开始原核化,相应地,在雌核发育银鲫中,精核也只有在与胚泡物质接触后,才能开始解凝,并且在三极纺锤体形成后期初步原核化,但与两性融合发育鱼类相比,精核的原核化程度明显降低。这些实验结果初步揭示,在两性融合和雌核发育鱼类卵中均可产生促精核解凝和原核化的两类因子(SNDFs和SPDFs),其中SNDFs的活性表达起始于卵母细胞胚泡破裂时期,而SPDFs活性则产生于第一次成熟分裂中期后或三极纺锤体形成后阶段,并且两性融合发育鱼类卵中的SPDFs活性远远高于雌核发育鱼类卵母细胞。     

内源环化腺苷酸(cAMP)含量变化对卵母细胞成熟的影响

孕酮处理前,冬眠卵内源cAMP平均水平为500 Fmol.左右;处理后cAMP迅速下降,在12小时内下降59%,卵的生殖泡破裂。高温卵或热休克冬眠卵,孕酮刺激后cAMP水平亦下降,生殖泡却未破裂,但在高温卵质中出现依赖“冬眠因子”的促成熟活性物质,而在热休克冬眠卵质中出现不依赖“冬眠因子”的促成熟活性物质。热休克能影响卵的生殖泡破裂,却未影响卵质中MPF的形成。孕酮刺激后引起的卵内cAMP含量下降,只能是卵母细胞成熟的必要条件,而不是唯一的条件。     

环境温度影响蟾蜍卵母细胞成熟能力的机制之实验分析

长年饲养在高温（２８－３０℃）环境中雌性中大蟾蜍,它们的卵母细胞可以长足,但经激素处理时,长发泡不破裂,仅显示成熟过程早期阶段的变化。值得注意的是,在孕酮刺激后的高温卵卵质中,出现了一种能诱发低温卵恢复减数分裂的物质,称作为“依赖冬眠因子的促志熟物质”。ＨＦ－ＭＰＳ与ＭＰＦ有不少相似之处,如孕酮处理后,它们在卵质中出现的相仿,它们的形成均不依赖于转录水平,而是依赖于翻译水平的蛋白质合成活动;但亦存     

斑马鱼卵母细胞的体外成熟及成熟卵的受精发育

采用体外培养的方法,研究斑马鱼卵母细胞的成熟过程。Ⅳ时相初级卵母细胞在o．5μg／m1 17a－羟基孕酮的EM－199培养液中,80％氧气,25℃的体外培养条件下,在40min内,胚泡(GV)逐渐由卵母细胞中央至动物极边缘l／2处移到动物极边缘,进八V时相卵母细胞。30min后胚泡破裂(GVBD),胚泡破裂率为59％。此种卵母细胞继续培养2h才完全成熟。成熟卵不能从滤泡膜中自然排出。冷开水中剥离其外边的滤泡膜后加入具有受精能力的精子,即能使成熟卵受精,受精膜举起,胚盘在动物极形成。其后受精卵的分裂、发育等与自然成熟受精卵相同。以发育至囊胚为受精标准,这种体外成熟卵受精率为78％。这是斑马鱼卵母细胞体外培养成熟的首例报道。鱼类卵母细胞体外成熟技术的建立,为外源基因卵母细胞胚泡内转移奠定了基础。     

钙离子在蟾蜍卵母细胞成熟分裂过程中的作用

缺钙处理的中华大蟾蜍卵母细胞,在孕酮作用下,仍能显示与恢复成熟分裂有关的早期启动变化,即卵内cAMP含量下降。但在缺钙条件下,孕酮不能促使卵母细胞进一步产生具有生物活性的促成熟因子,这可能与缺钙条件下卵母细胞内蛋白质磷酸化反应普遍低下有关。在外环境中有足量钙离子的条件下,即使无孕酮刺激,二价阳离子载体A_(23187)亦能诱发卵母细胞GVBD。这些结果无疑证明外源钙离子内流,以及由此可能导致的卵内游离钙离子增加,与卵母细胞恢复和完成成熟分裂有密切关系。     

斑马鱼卵细胞的体外成熟及成熟卵的受精发育

采用体外培养的方法,研究斑马鱼卵母细胞的成熟过程。Ⅵ时相初级卵母细胞在０．５μｇ／ｍｌ １７ａ－羟基孕酮的ＥＭ－１９９培养液中,８０％氧气,２５℃的体外培养条件下,在４０ｍｉｎ内,胚泡逐渐由卵母细胞中央至动物极边缘１／２处移到动物边缘,进入Ⅴ时相卵母细胞。３０ｍｉｎ后胚泡破裂,胚泡破裂率为５９％,此种卵母细胞继续培养２ｈ才完全成熟,成熟卵不能不滤泡膜中自然排出。冷开水中剥离其外边的滤泡膜后加入具有     

p21活化蛋白激酶2在卵母细胞成熟中的作用

研究p21活化蛋白激酶2（p21-activated kinase 2,PAK2）在爪蟾卵母细胞成熟中的作用。利用特异性抑制PAK2活性的PAK2-N端（PAK2-N terminal,PAK2-NT）片段显微注射爪蟾卵母细胞。荧光显微镜下比较PAK2-NT mRNA注射组和未注射对照组卵母细胞胚泡破裂发生。共聚焦显微镜下,时间延迟摄影法观察两组卵母细胞胞质分裂过程中肌动蛋白和纺锤体的变化。与未注射PAK2-N端mRNA的对照组卵母细胞相比,注射组卵母细胞胚泡破裂发生无异常,但未见胞质分裂发生和极体形成。结果提示PAK2可能参与爪蟾卵母细胞胞质分裂过程。     

注射装载孕酮的红细胞膜泡诱发蟾蜍卵成熟的研究

中华大蟾蜍长足的卵母细胞,经注入装载水相孕酮的红细胞膜泡,能被诱发成熟;直接注入水相孕酮的卵母细胞,无能恢复成熟分裂。将蛋白酶处理的红细胞制备成装载水相孕酮的膜泡,注入卵内,照样能诱发其成熟分裂;然而,分别用根皮素结合或磷脂酶A_2水解红细胞膜磷脂,制备的膜泡,虽亦包裹着水相孕酮,但注射的卵母细胞都未能被诱发成熟。这些结果表明,在通过红细胞膜转运孕酮诱发卵母细胞成熟过程中,红细胞膜上的某些膜蛋白可能不是必要的成份,而膜磷脂类却是关键成份,它不仅可能保证孕酮不被迅速代谢,且保证孕酮从卵母细胞内部诱发成熟分裂。     

THE MECHANISM OF SPERM HEAD TRANSFORMATION DURING MOUSE OOCYTE FERTILIZATION IN VITRO

用Ｈｏｅｃｈｓｔ３３３４２标记及氨银反应的方法在光镜和电镜水平上研究不同发育阶段的小鼠卵母细胞转化精核的能力。生发泡期卵母细胞质不能诱发精子组蛋白替代鱼精蛋白及精核解聚。生发泡破裂后,卵母细胞获得使精核解聚的能力,但直到卵母细胞完成成熟前,雄原核均不能形成。进一步研究表明,卵母细胞成熟过程中持续的蛋白质合成是雄原核形成所必需的,鱼精蛋白质磷酸化是精核解聚中的关键步骤。     

雌核发育银鲫和两性融合发育红鲤卵母细胞成熟的细胞学比较研究

对雌核发育银鲫和两性融合发育红鲤的卵母细胞成熟过程,进行了详细的细胞学比较研究。在银鲫卵母细胞成熟过程中,绝大部分卵母细胞的核物质,在胚泡破裂(GVBD)后的第一次成熟分裂时期,出现明显的不同于红鲤卵母细胞核的行为,其染色体逐渐清晰地分为三群,这三群染色体的发育既彼此独立又相互联系,最终形成一首尾相接的三极纺锤体。随后,三极纺锤体扭转、重叠、合并成为一个正常的中期纺锤体。但极少数银鲫卵母细胞也出现了类似于红鲤卵母细胞的成熟单星光,并进而发育成两极纺锤体,形态类似红鲤第一次成熟分裂中期纺锤体。在银鲫上述两类卵母细胞的成熟过程中均未观察到“第一极体”外排的现象。由此,我们确认,银鲫卵是通过第一次成熟分裂异常,卵核染色体不减数来维持染色体倍性的;并且,根据上述特殊现象,我们对银鲫卵子第一次成熟分裂异常的机制进行了初步分析。       

爪蟾p21活化激酶2参与卵母细胞胞质分裂过程不依赖于Cdc42

研究p21活化激酶2(p21-activated kinase2,PAK2)在卵母细胞成熟过程中的作用.以爪蟾卵母细胞为模型,分别向爪蟾卵母细胞显微注射PAK2-N端(PAK2-N-terminal,PAK2-NT)和PAK2-N端突变体(PAK2-N-terminal mutation,PAK2-NTm)mRNA,荧光显微镜下观察胚泡破裂发生.采用共聚焦显微镜,时间延迟摄影法观察正常卵母细胞、PAK2-NTmRNA注射组和PAK2-NTm mRNA注射组卵母细胞胞质分裂、极体形成及与Cdc42活性的关系.结果表明,PAK2-NTmRNA和PAK2-NTm mRNA注射组的卵母细胞与正常卵母细胞胚泡破裂发生相似,但PAK2-NTmRNA和PAK2-NTm mRNA注射组未见胞质分裂和极体形成.结果提示,PAK2参与卵母细胞胞质分裂和极体形成可能不依赖于Cdc42的调节过程.     

银鲫卵母细胞Spindlin基因的表达特征及其功能分析

在卵母细胞成熟过程中,Spindlin与纺锤体微管蛋白相互作用,在配子到胚胎的过程中具有调节细胞周期的作用。前期研究表明,银鲫Spindlin(CagSpin)与微管蛋白相互作用,并与减数分裂的纺锤体共定位。在成熟过程中,CagSpin被磷酸化,在卵母细胞受精和卵胚转换中发挥重要的作用。研究通过对激素诱导后的卵母细胞进行追踪,采用RT-PCR和Western-blot分析,揭示卵母细胞在完成成熟的过程中,CagSpin持续大量表达。采用体外诱导卵母细胞成熟技术和显微注射的方法,揭示过量表达CagSpin导致胚泡(Germinalvesicle,GV)不能破裂,卵母细胞成熟过程被抑制。这些结果表明,CagSpin在卵母细胞成熟过程中发挥着关键的作用,同时为深入研究CagSpin的功能提供依据。     

猪卵母细胞体外成熟的发育潜力及核移植重构胚构建方法的研究

为了提高猪体细胞核移植重构胚发育潜力,本研究对体外成熟28 h、32 h、36 h、40 h、44 h、48 h、52 h和56 h的猪卵母细胞分别进行去核构建重构胚.研究结果表明,成熟44 h的卵母细胞核移植后有较高的融合率(58.99%)、卵裂率(67.52%)和囊胚率(22.78%),而成熟48 h的卵母细胞则分别为56.51%、65.73%和15.96%;且卵龄为44 h的卵母细胞核移植后分裂率与囊胚率显著高于卵龄为40 h、36 h、32 h、28 h的卵母细胞的分裂率与囊胚率(P＜0.05).卵龄为48 h的卵母细胞融合率高于卵龄为52 h卵母细胞的融合率(P＜0.05).同时我们还探讨了不同去核方法(盲吸法、Hochest33342染色法和Spindle-view system)对猪体细胞核移植重构胚发育能力的影响.研究结果发现,盲吸法、Hoechest33342染色法和Spindle-view system法的去核率分别达到76.33%,100.00%和98.40%.Hoechest染色法去核率显著高于盲吸法的去核率(P＞0.05),而与Spindle-view法去核率没有差异(P＞0.05).三种方法在融合率和囊胚率方面差异不显著(P＞0.05),但Hoechest染色法的分裂率较低,差异显著(P＜0.05).进一步的研究表明,细胞质内注射进行核移植构建重构胚的分裂率和囊胚率分别为68.13%和6.44%;透明带下注射法则为60.37%和8.08%,两者差异不显著(P＜0.05);两者均可运用于猪体细胞的核移植,这为建立有效的猪体细胞核移植体系提供了参考.     

FSH诱导卵丘细胞分泌一种促减数分裂物质

本实验利用卵母细胞的体外培养模型,将小鼠卵丘－卵母细胞复合体（CEO）和去卵丘卵母细胞（DO）在体外培养,系统研究了促性腺激素（FSH、hCG）诱导小鼠卵母细胞减数分裂的机制。结果显示,FSH能剂量依赖性地诱导CEO恢复减数分裂（Fig.1),但对DO无影响;hCG对CEO、DO皆无效果（Fig.2);用FSH预处理CEO时间达到1小时后,就能显著诱导卵母细胞成熟,2小时后作用达到最大,不再增强（Fig.3);用FSH处理CEO2小时及24小时的培养液,能诱导DO恢复减数分裂,但预处理卵丘细胞24小时的培养液,并不能诱导DO恢复减数分裂（Fig.4A);这种培养液在70℃下30分钟后,仍能刺激DO成熟（Fig.4B);甾醇类物质合成抑制剂酮康唑,可剂量依赖性地抑制FSH的促减数分裂恢复作用（Fig.5)。这些结果说明,FSH可能诱导卵丘－卵母细胞复合体中的卵丘细胞分泌一种促减数分裂恢复物质;该物质用于卵母细胞,诱导其恢复减数分裂而成熟;这种物质可能是一种甾醇类物质。     

胞内膜层系统参与孕酮诱发卵母细胞成熟的启动调控

在两栖类,孕酮诱导的cAMP水平下降既是卵球成熟的早期必要变化之一,同时对成熟启动来说又是充分的条件。cAMP水平下降是中华大蟾蜍卵母细胞成熟启动信号,但其卵质是否能产生MPF,还有赖于其它因子的存在。孕酮的受体不但存在于两栖类卵母细胞的质膜上,在细胞质内同样存在。卵母细胞的质膜不是孕酮诱发成熟的唯一作用位点。中华大蟾蜍卵母细胞的质膜和细胞质中的膜层上都有腺苷酸环化酶活性存在。孕酮不但??能通过抑制质膜上的,而且还能抑制细胞质中膜层上的腺苷酸环化酶活性,降低细胞内cAMP水平,诱发卵母细胞成熟。     

Ca^2＋与哺乳动物卵母细胞成熟分裂的关系

哺乳动物在胎儿期或出生后不久,初级卵母细胞进入并停滞于第一次成熟分裂前期的双线期,直到排卵。在促性腺激素的作用下,第一次成熟分裂重新启动,但完成第一次成熟分裂后又停滞在第二次成熟分裂的中期,必须在精子或化学信号的作用下,才完成第二次成熟分裂。当第一次成熟分裂重新启动后,卵母细胞发生明显的形态变化:生发泡破裂(GVBD),核仁消失,排出第一极体等。