泛素-蛋白水解酶复合体通路在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

泛素—蛋白水解酶复合体通路(Ubiquitin-proteasome pathway,UPP)高效快速并高度选择性地降解特定的蛋白质,从而参与控制多种重要的细胞生物学过程。在卵母细胞减数分裂和受精过程中,该通路通过降解细胞周期中的关键因子,如细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制图子等细胞周期调控因子,从而参与卵母细胞生发泡破裂、第一极体排放、MII阻滞的维持和克服等过程,使细胞通过特定的检验点。此外,UPP也与丝裂原活化蛋白激酶通路、Polo样激酶、成熟促进因子、蛋白激酶C、钙调蛋白依赖激酶Ⅱ等减数分裂关键调节因子相互作用来参与卵母细胞减数分裂成熟和受精。一些周期蛋白(如后期促进复合体的某些亚单位等)还充当泛素连接酶成分,直接参与泛素化过程。     

钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

钙调蛋白依赖的蛋白激酶 (CaMK)是一类分布广泛的丝 /苏氨酸蛋白激酶家族 ,在钙离子和钙调蛋白存在的条件下发生自磷酸化而被激活 ,在细胞内对于钙信号的传递具有重要的介导作用 .近年来的研究表明CaMKⅡ是参与调节卵母细胞减数分裂的重要分子 ,在卵母细胞成熟、极体排放、受精和活化等过程中发挥作用 .CaMKⅡ作为Ca2 的下游信号分子 ,在受精后促进成熟促进因子 (MPF)和细胞静止因子 (CSF)的失活 ,并调节纺锤体微管的组装和中心体的复制过程 .虽然CaMKⅡ在减数分裂中的作用广泛而关键 ,但目前的研究主要集中于低等动物和小鼠 ,今后有待进一步阐明该蛋白激酶在其他哺乳动物中的作用和调节机制     

胚泡着床窗口的分子调控

着床窗口是指当胚胎发育到胚泡阶段时,子宫也增殖和分化到可接受状态,二者相互作用使胚泡着床的短暂时间.雌激素和孕酮是该过程的综合调控分子,它们通过多种局部信号分子的介导,使子宫中的各种细胞类型增殖、分化,为着床窗口的开放做出相互协调的反应.子宫与胚胎在着床窗口通过前列腺素、组织胺、降钙素、多种细胞因子和生长因子的旁分泌作用进行分子对话,使胚泡滋养层与子宫内膜上皮发生附着反应.着床窗口一旦开放,即自动向非接受态转化.     

大鼠卵母细胞体外发育过程中的微管组装研究(英)

大鼠卵母细胞的发育具有许多与其他哺乳动物不同的特点,用激光共聚焦显微术研究了大鼠卵母细胞发育过程中微管的组装过程,以及一些因素对微管组装过程的影响.结果表明,在大鼠卵母细胞减数分裂的细胞周期进程中,细胞微管系统发生广泛而剧烈的重组,紫杉醇、星形孢菌素和冈田酸等药物能显著改变卵母细胞内的微管组织状态.大鼠卵母细胞可以在体外发生自发的孤雌活化,也可以被细胞松弛素诱导发生胞质假分裂.因此,研究了在这些过程中微管结构的特殊构象,以期更加深入认识这些特殊细胞事件的生化机理.     

催产素及其受体与哺乳动物的生殖

催产素（OT）是一种9肽激素,主要由哺乳动物下丘脑产生,以神经内分泌,旁分泌或自分泌形成,在哺乳动物生殖过程中发挥重要作用,催产素受体（OTR）是与G－蛋白相耦联的膜蛋白,通过激活磷脂酶C发挥其生理作用,OT在交配,分娩,哺池时由神经垂体（垂体后叶）脉冲式释放,促进子宫平滑肌和乳腺肌上皮细胞收缩,利用精子运行,胎儿娩出和射出乳汁,OT在中枢神经系统中参与调节母性行为,在性腺中促进某些物种的黄体形成,OT与PGF2a共同作用使有蹄动物黄体退化,以上过程都依赖于OT和OTR基因的时空特异性表达,多种激素参与它们的表达调控,但OT的生理作用有时也可被其它途径所替代。     

丝裂原活化蛋白激酶对卵母细胞减数分裂成熟和排卵的调控作用及机制

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路是一条从酵母到人中都高度保守的信号转导途径,广泛地存在于各种真核细胞中。近30多年来的研究表明,在几乎所有物种的雌性生殖细胞发育和减数分裂成熟过程中,该信号通路都发挥着至关重要的作用。特别是在包括人、小鼠和家畜的哺乳动物中,MAPK信号通路在卵母细胞恢复减数第一次分裂过程中被激活,调控纺锤体组装和细胞周期进程,并在颗粒细胞中介导促性腺激素的生理作用,促进卵丘扩展、排卵和黄体形成。虽然MAPK信号通路在雌性生殖过程中发挥着如此广泛的生理功能,并且这些功能在进化过程中高度保守,但是对于其作用机制,特别是其直接作用靶分子,在很长一段时间没有被充分研究清楚。近些年,基于一些新的基因编辑小鼠模型和理论研究成果,以及各种组学技术的广泛应用,人们进一步揭示了MAPK在减数分裂恢复过程中直接磷酸化激活RNA结合蛋白——胞质聚腺苷酸化原件结合蛋白1 (cytoplasmic polyadenylation element-binding protein-1,CPEB1),促进母源m RNA的poly(A)尾延伸,介导蛋白翻译激活。这些研究结果不但构成了目前本领域哺乳动物卵母细胞成熟和排卵机制的基本理论,也对本领域其他相关研究提供了可借鉴的研究思路。结合本研究组和其他科学家近年来的系统研究工作,我们对MAPK与卵母细胞成熟和排卵的研究进行了历史回顾,介绍了当前研究进展,提出了新近出现但尚未解决的科学问题,包括MAPK在颗粒细胞中对m RNA翻译和降解的调控,以及对翻译起始复合体、m RNA加尾酶的直接磷酸化激活等。     

用激光共聚焦显微术检测哺乳动物卵母细胞中纺锤体相关蛋白的方法(英)

哺乳动物卵母细胞是发育生物学和细胞生物学的重要研究对象.激光共聚焦显微术是检测卵母细胞中纺锤体相关蛋白的有用技术,但是针对哺乳动物卵母细胞的特点需要做许多调整以得到理想结果.其中,卵母细胞的准备、固定、透膜、脂类抽提、抗体孵育步骤十分关键.另外,不同物种的卵母细胞也有差异,在进行激光共聚焦研究时需要做出相应的调整.     

钙离子和冈田酸对亚胺环己酮诱导小鼠卵子孤雌激活的影响

哺乳动物卵母细胞在排卵后停滞在第二次减数分裂中期,受精和多种物理或是化学刺激可以克服这一阻滞使卵母细胞活化。蛋白合成抑制剂亚胺环己酮可以诱导小鼠卵母细胞发生孤雌活化,但其机制尚未完全阐明。以前的研究提示亚胺环己酮可能是通过抑制蛋白激酶MOS的合成来发挥孤雌激活的作用的。本实验发现,CHX诱导的卵母细胞孤雌活化是Ca^2 依赖性,其效率可被钙离子载体A23187大大提高,免疫蛋白印迹结果表明,卵母细胞孤雌活化后MAPK发生去磷酸化。蛋白磷酸酶抑制剂冈田酸可以克服CHX＋A23187对小鼠放母细胞活化作用,并且部分阻止MAPK去磷酸化。以上结果表明,抑制MOS的合成并非CHX诱导的孤雌活化过程的惟一原因,并且蛋白磷酸酶抑制剂可以阻断这一激活事件。