磷酸二酯酶抑制剂对牛和水牛卵母细胞体外成熟的影响.docx

卵母细胞内,使卵母细胞的成熟分裂停滞。嘌呤类物质,如次黄嘌呤和腺苷,以毫摩
尔浓度添加在维持卵母细胞成熟分裂阻滞的培养基内。当培养基中添加次黄嘌呤时,
尽管对牛卵细胞的抑制作用有限(Sirard et al,1990),但许多动物的卵母细胞自发性
成熟可破抑制。小鼠卵母细胞注射后,也可阻止GVBD(Shim
et
al,1992)。次黄嘌
呤和腺苷在维持成熟阻滞方面具有协同作用,这直接与cAMPPDE活性的抑制作用及
成熟分裂阻滞水平的cAMP升高有关。次黄嘌呤和腺苷的抑制作用是可逆的、无毒性
的。
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在动物体内,卵母细胞减数分裂成熟的恢复,发生于格拉夫氏卵泡排卵前、促性
腺激素峰应答之时。而成熟分裂的诱导是由促性激素与卵泡细胞结合引起的。配体诱
导减数分裂成熟的机理有两种假设:抑制性输入中断和正向刺激。卵巢卵泡是一个功
能性合胞体,由代谢上相互偶联的体细胞与卵母细胞所组成,代谢上的偶联是通过问
隙连接实现的。抑制性输入假设的内容是:体隔室与配子隔室间的直接交换,使该两
种细胞类型间信息的双向传输得以进行。假定负向成熟分裂调节物由卵泡细胞流入卵
母细胞,即可维持成熟分裂阻滞。cAMP是一种已被证明具有抑制能力的分子,其大
小适于通过间隙连接传输,是维持生发泡期的一种可能的物质,尽管还有其它因子参
与了成熟分裂调控。紧接着排卵前的促性腺激素峰,激素的刺激导致卵母细胞和卵丘
细胞间不再偶联,这种联系的丧失会中断抑制性物质,如cAMP的流入,间接引致成
熟分裂恢复(Downs,1993)。
成熟分裂诱导的另一种观点认为,促性腺素刺激导致了某种正向因子的产生,它
作用于卵母细胞,抑制了抑制性影响,并诱使GvBD。正向因子仍未得到鉴定,但根
据其机理推测,它的分子量小于2kD,一种可能是ca2+。有资料显示卵母细胞内ca2+
增加能刺激成熟分裂阻滞的卵子发生GVBD。用ca2+载体(A23187)处理卵母细胞,或
增加cd+浓度可逆转dbcAMP对自发性成熟的抑制作用,或刺激卵泡包被的卵母细胞
成熟(Goren

et
al,1990)。LH对卵泡包被的大鼠卵母细胞成熟的促进,也依赖于外
部Ca2+浓度。细胞外的ca2+螯合剂或ca2+摄入抑制剂已证明能阻止自发性成熟(Homa
et
al,1991)。cd+作用的一个部位可能是钙调素,因为该蛋白的抑制物能抑制小鼠卵
母细胞成熟。ca2+从卵母细胞内贮存库中释放,正向影响成熟分裂应答是有可能的。
显微注射三磷酸肌醇(IP3)能克服IBMX对牛卵母细胞的成熟分裂阻滞(Homa
ct al,
1991),IP3能够引起细胞内某些贮存的ca2+的释放。Ca2+的许多活动是通过钙调素来
调节的。钙调素是ca2+的重要受体,其本身无活性,当它与Ca2+结合后,引起构象发
生变化,就成为有活性的分子。然后又调节有关酶的活性,如腺苷酸环化酶、鸟苷酸
环化酶、钙依赖性磷酸二酯酶、Ca2+.ATP酶、磷酸化酶、肌球蛋白轻链激酶及钙依赖
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磷酸二酯酶抑制剂对牛和水牛卵母细胞体外成熟的影响
性蛋白激酶等。因此,细胞内Ca2+对成熟分裂恢复是必要的。
能量代谢产物是第二种可能的正向调节物。受dbcAMP阻滞、卵丘细胞包被的卵
母细胞,其配体诱导的成熟依赖于葡萄糖的摄取和代谢,去掉培养基中的葡萄糖或用
2一脱氧葡糖(一种糖酵解抑制剂)代替葡萄糖,则会抵消FSH对GVBD的诱导在含葡萄
糖的培养基中添加根皮素(一种促进葡萄糖扩散的抑制剂),也能阻止葡萄糖摄取,从
而阻止对FSH的成熟分裂应答。此外,丙酮酸、ATP等能量代谢产物都与成熟分裂
的恢复密切相关(Downs,1993)。
2影响卵母细胞成熟的因素

卵泡和卵母细胞之间在生理结构上的相互关系,导致了在卵母细胞生长成熟过程
中的卵泡大小、卵泡闭锁程度、卵泡所处的发情周期阶段和优势卵泡的出现与否等形
态结构上的差异,这些形态和结构上的变化反映了卵泡内卵母细胞的发育潜能。
在体内,卵泡是卵母细胞发生、生长和成熟的微环境。卵泡的发育调节着卵母细
胞的生长。卵泡发育早期的卵母细胞不具备恢复减数分裂的能力。哺乳动物卵巢中99%
以上的腔前卵泡会在发育过程中闭锁退化,充分利用腔前卵泡这一丰富的遗传资源不
仅可以为研究卵母细胞发育过程中的基因表达、减数分裂和早期胚胎发育等问题提供
有用的信息,还可以获得大量成熟的具有受精能力的卵母细胞为体外受精、核移植和
转基因等胚胎工程技术提供材料。20世纪60年代起,随着对卵巢组织学和功能学
认识的深