线粒体与多潜能干细胞功能

线粒体是细胞内重要的细胞器,主要功能是通过氧化磷酸化为细胞生命活动提供能量。近年来,研究表明,在多潜能干细胞（Pluripotent stem cells, PSCs）中线粒体表现出独有的特征,即在多能性状态下,PSCs主要依靠糖酵解提供能量,其分化期间线粒体氧化磷酸化代谢能力逐渐增强。相反,体细胞重编程为多潜能干细胞期间,线粒体氧化磷酸化向糖酵解途径的转变是其成功重编程必需的代谢过程。另外,线粒体通过生物合成和形态结构的动态重塑维持了PSCs多能性、诱导分化及诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cells, iPSCs）的重编程。因此,本文综述了PSCs线粒体形态结构及其在调控PSCs多能性、合成代谢、氧化还原状态的平衡、分化及重新编程中的作用,为深入了解线粒体调控PSCs功能的作用提供理论基础。     

线粒体蛋白质组及蛋白质量控制

线粒体是哺乳动物细胞内重要细胞器,不仅通过氧化磷酸化产生ATP为细胞提供能量,也参与调节钙离子稳态、活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生、细胞应激反应和细胞死亡等过程,其功能障碍不仅导致多种人类疾病的发生,而且也能降低动物卵母细胞质量和早期胚胎发育能力。大量证据表明,线粒体的功能依赖于线粒体蛋白质组完整性和稳态。基于此,该文综述了线粒体蛋白组、线粒体蛋白转运,聚焦蛋白酶、分子伴侣、线粒体囊泡、线粒体自噬和线粒体未折叠蛋白反应在帮助正确的蛋白质折叠,去除错误折叠或聚集的蛋白质和清除功能失调的线粒体方面的作用,为调控线粒体蛋白质量,从而维持线粒体健康、降低疾病发生提供理论依据。     

卵母细胞脂肪酸及其对卵母细胞成熟和发育的影响

脂肪酸是一类具有重要生物学功能的营养物质,它们影响机体脂类的代谢、基因表达及细胞膜功能。而且,许多研究揭示,日粮脂肪酸浓度、种类及比例影响动物卵母细胞的质量。目前,利用代谢组学预测卵母细胞质量成为繁殖生物学研究的热点,但主要集中在葡萄糖、氨基酸代谢研究。动物卵母细胞含有大量的内源脂肪酸,但目前关于卵母细胞脂肪酸的代谢作用研究较少,而且脂肪酸还作为信号分子调控基因表达,同时也是生物膜的重要组成成分。基于此,该文综述了卵母细胞脂肪酸主要种类及来源、脂肪酸的生理作用及对卵母细胞成熟和发育的影响,为未来科学合理地调控卵母细胞脂肪酸组成和利用、促进卵母细胞成熟和发育,进而提高动物繁殖能力提供理论基础。     

颗粒细胞EGF类因子信号通路在调控卵母细胞成熟和发育中的作用

动物体内卵泡排卵前促黄体素(luteinizing hormone, LH)诱导了卵丘颗粒细胞扩散,并启动卵母细胞恢复减数分裂。普遍认为,卵泡壁层颗粒细胞表达LH受体,卵母细胞及其周围卵丘细胞不表达LH受体,LH通过作用于卵泡壁层颗粒细胞产生信号分子,这些信号分子作用于卵丘颗粒细胞介导了LH生物作用。然而,一直以来,关于排卵前介导LH作用而诱导卵母细胞成熟的机制一直存在争议。目前研究认为,LH作用于卵泡壁层颗粒细胞后产生了EGF类因子,并与颗粒细胞的受体结合,促进了卵母细胞的成熟和发育。由于体外成熟的卵丘卵母细胞复合体来源于生长卵泡,其卵丘颗粒细胞EGF类因子信号系统不完善,目前的体外成熟培养体系难以模拟卵泡内的生理环境,导致卵母细胞体外发育能力较差,限制了这些卵母细胞的利用效率。本文综述了颗粒细胞EGF类因子信号系统、EGF类因子在调控卵母细胞成熟中的作用及对卵母细胞发育能力的影响,为优化卵母细胞体外成熟培养体系,完善卵丘颗粒细胞的EGF类因子的信号系统,进而提高卵母细胞体外成熟效率提供理论依据。     

C型尿钠肽在动物繁殖过程中的作用研究进展

C型尿钠肽(CNP)为尿钠肽家族成员之一,作为自分泌及旁分泌因子不仅具有维持心血管系统功能稳态、调控细胞增殖及促进骨骼生长等功能,并且在动物繁殖过程方面具有重要的作用。近年研究揭示CNP是小鼠体内减数分裂抑制物质,而且CNP能够促进卵泡发育,增加促性腺激素刺激后的排卵数量。基于此,CNP在用作生理性的减数分裂抑制剂增强卵母体外发育及提高家畜的超排效率方面具有重要的应用前景。因此,综述CNP结构、作用机制、在动物繁殖过程的作用及应用前景。     

TET蛋白的去甲基化机制及其在调控小鼠发育过程中的作用

TET(Ten-eleven translocation)蛋白家族共有3个成员,分别为TET1、TET2和TET3,均属于α-酮戊二酸(α-KG)和Fe²⁺依赖的双加氧酶,可以将5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5 mC)氧化为5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5 hmC)、5-甲酰基胞嘧啶(5-formylcytosine, 5 fC)及5-羧基胞嘧啶(5-carboxylcytosine, 5 caC)。研究表明,TET蛋白通过不同机制以主动或被动的方式调控DNA去甲基化,且去甲基化的活性可能受其他因子的调控。TET蛋白广泛参与哺乳动物发育过程的调节,其中在原始生殖细胞的形成、胚胎发育、干细胞多能性及神经和脑发育等方面发挥了重要作用。TET蛋白生物功能的发现为表观遗传学研究开辟了全新的研究领域,而且相关研究结果对拓展生命科学研究具有重要意义。文章综述了TET蛋白家族的结构、去甲基化分子机制及在小鼠发育过程中的作用,为深入了解TET蛋白的功能提供理论基础。     

SIRT1功能及其对卵泡发育和卵母细胞成熟的调控作用 *

沉默信息调节因子1(silent information regulator1, SIRT1)是NAD⁺ 依赖的去乙酰化酶,通过使底物发生去乙酰化而参与细胞众多生理功能的调节,在糖脂代谢、衰老、细胞凋亡、氧化应激等过程中发挥了重要作用。另外,众多研究表明,SIRT1是调控动物卵巢老化、卵泡发育和卵母细胞成熟的重要因子,SIRT1 表达下降或活性改变将导致卵母细胞老化,降低动物的繁殖力。为了充分理解SIRT1功能,并通过调控SIRT1活性而延缓卵巢和卵母细胞老化,从而提高动物繁殖力,简述了SIRT1的激活及其参与细胞内调控的生物过程,并从能量代谢、抗氧化胁迫、染色质重塑的角度讨论了SIRT1的主要功能,重点阐述了SIRT1对动物卵泡发育和卵母细胞成熟的调控作用。