北醫三院喬傑團隊在Mol Cell發文報導人類卵泡發育過程基因表達...

2021-01-15 北京大學新聞網

2018年11月21日，北京大學第三醫院喬傑教授團隊在《細胞》雜誌子刊《分子細胞》（Molecular Cell，IF=14.248）發表題為「Transcriptome Landscape of Human Folliculogenesis Reveals Oocytes and Granulosa Cells Interactions（人類卵泡發育過程轉錄調控及卵母細胞與顆粒細胞的相互作用）」的研究論文，系統解析了人類卵泡發育過程中轉錄組動態全景圖及卵母細胞-顆粒細胞相互作用的基因表達調控規律。這是該團隊在人類生殖細胞發育研究領域取得的又一重要進展。


  Molecular Cell截圖  






近年來，由於環境與生活方式改變、生育年齡後延及癌症治療等諸多因素，育齡人群生育力明顯下降，我國不孕不育率已高達15%-20%，其關鍵問題是生殖細胞數量和質量的下降。生殖細胞是個體發育過程中一類特殊的細胞，是種族繁衍的載體。喬傑團隊與合作者圍繞生殖細胞的發生、發育與成熟機制等進行了系統研究，先後揭示了人類胎兒生殖細胞發生、育齡男性精子成熟等多個關鍵發育階段的基因組特徵、DNA甲基化重編程及其對基因表達的調控關係（Cell 2013，2015；Cell Stem Cell 2017，2018），此成果主要針對育齡女性卵泡發育和成熟過程開展研究工作。

卵泡是維持女性卵巢功能的基本單元。當卵泡發育和卵母細胞成熟過程出現異常時，在臨床上表現出卵巢功能障礙。然而，現有的生育力保護保存治療技術還面臨很多難題。究其原因，人類卵泡正常發育與成熟的分子機制尚未系統闡明，導致臨床上缺乏診療卵巢功能障礙的有效手段和保護生育力的有效措施。

過去幾十年，調控小鼠卵泡發育的基因網絡研究已有多篇報導，但是人類與嚙齒類動物的卵泡發育時程和排卵模式差異較大，而且既往人類卵泡研究主要將卵巢組織或多個卵泡作為整體進行研究，未能系統闡明卵母細胞與其周圍顆粒細胞各自功能與相互作用機制。團隊從單個卵泡水平分別揭示卵母細胞與顆粒細胞基因表達特徵，繪製了人類卵泡發育過程中轉錄組動態全景圖並解析了卵母細胞-顆粒細胞互作規律，同時進行了小鼠與人類卵母細胞轉錄組數據對比分析，發現了參與調控卵泡發育的保守性和物種特異性基因。


  

人卵泡發育過程基因表達調控





主要研究發現包括：1)卵母細胞及顆粒細胞整體基因表達模式有顯著差異，此外，隨著卵泡發育，卵母細胞減數分裂相關基因表達水平上調，而顆粒細胞有絲分裂相關基因表達水平呈上調趨勢；2）卵泡發育過程卵母細胞與顆粒細胞存在階段特異表達基因； 3) Insulin、GnRH、Neurotrophin和mTOR信號通路相關基因在初級卵泡的卵母細胞及顆粒細胞中均顯著上調，可能參與原始卵泡到初級卵泡階段的激活調控；4)顆粒細胞可能通過KITLG-KIT信號通路調控卵母細胞發育，卵母細胞可能通過NOTCH信號通路調控顆粒細胞增殖和分化；5)初步發現了人和小鼠卵母細胞發育調控基因表達模式的異同，其中POUF5、GJC1、TEAD2及BMP15等基因在人鼠具有不同的表達模式，HAS3、HTR5A、SNPH及NRAP等基因具有相似的表達模式。


  人類卵泡發育過程中轉錄組動態全景圖  





這項研究結果將有助於臨床上建立評價卵泡發育的客觀標準，為準確預測卵巢儲備、監測生育力水平、篩選卵母細胞成熟標誌物提供線索。它還為完善體外卵泡發育及卵母細胞成熟的方法提供了潛在靶點，從而促進生育力保護保存技術的發展，為最終改善女性生育力、提高優生優育水平奠定基礎。




喬傑、北京大學第三醫院嚴傑副研究員和閆麗盈研究員為論文共同通訊作者。北醫三院張曜耀博士、北大-清華生命科學聯合中心博士生嚴智強及北醫三院碩士生覃清圓為並列第一作者。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、國家婦產疾病臨床醫學研究中心、北京未來基因高精尖創新中心及北大-清華生命科學聯合中心等基金的資助。


編輯：麥洛

責編：白楊


 




 
 

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