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1、哺乳动物卵母细胞体外成熟的研究进展黑龙江动物繁殖第18卷第6期2010年哺乳动物卵母细胞体外成熟的研究进展刘晓宁,高炬中图分类号:$814.3(黑龙江省家畜繁育指导站,黑龙江哈尔滨150069)文献标识码:B文章编号:1005～2739(2010)06—0010—031卵母细胞体外成熟的研究现状1935年,Pincus等将从兔卵泡中分离出来的卵母细胞经体外培养,使其继续进行减数分裂,从而达到完全成熟.此后,卵母细胞的体外成熟培养得到了迅速发展.目前,卵母细胞的体外成熟技术己被广泛应用于科学研究,
2、畜牧生产和医学生殖工程中,牛,羊未成熟卵母细胞经体外培养,排出第1极体率可达90%以上.然而,体外成熟卵母细胞的质量和发育潜能与体内成熟的卵母细胞相比仍有较大差距,这说明减数分裂的恢复和细胞核的成熟并不能指示卵母细胞的完全成熟.体外成熟的卵母细胞存在细胞质成熟差或者细胞核和细胞质成熟不同步等问题.针对目前家畜体外受精研究中出现的普遍问题,有学者认为,'卵母细胞在成熟过程中退化以及细胞质不完全成熟是造成体外受精胚胎生产效率低的主要原因.2卵母细胞的成熟过程卵母细胞成熟是指充分生长卵母细胞向成熟卵母
3、细胞转化的过程.卵母细胞体外成熟主要包括减数分裂的恢复和完成,以及细胞质,细胞膜,透明带,卵丘细胞的成熟变化.成熟卵母细胞核经过第1次成熟分裂的核网期,MI,AI,TI和第2次成熟分裂的间期而达到MⅡ.随着卵母细胞的发育,生发泡增大,由中央移向质膜,并紧靠脂膜下.核膜打褶而起伏不平,核仁致密化.在光镜下先后表现为生发泡破裂(GVBD)和第1极体排出.一般而言,GVBD代表成熟分裂的开始,而第1极体排出标志着卵母细胞已达到核成熟.成熟期卵母细胞质也有较大的变化,各种细胞器(如皮质颗粒,线粒体,内质
4、网,高尔基体等)聚集成一个细胞器带.这些细胞器之所以处于卵母细胞的外周皮质区,可能与卵母细胞与外周收稿日期:2010—09—02作者简介:刘晓宁(1976一),女,硕士,高级畜牧师.一10一卵丘细胞密切接触.便于快速进行物质,能量和信息交换.卵母细胞成熟后J二述接触变疏松,细胞器开始向中央区移动,皮质区形成一个细胞器空虚带.其中皮质颗粒排列到质膜下被认为是哺乳动物卵母细胞成熟的一个重要标志}1j.随着卵母细胞的退化,皮质颗粒则成堆分布,并有许多排到卵周隙中.在电镜下,线粒体由近核区移向皮质膜下区
5、,在一端出现大空泡,线粒体由小嵴,圆形或椭圆形转变为带帽线粒体,这是卵母细胞成熟的另一重要标志.线粒体先移到皮质区后内移,这种内移是哺乳动物卵母细胞的一个共同特征,是成熟分裂完成所必需的.胞质成熟不仅与核成熟关系密切,而且涉及受精率及早期胚胎发育率.胞质成熟不像核成熟那样可以从形态上判别,无论从形态上还是生化上,胞质成熟都是难以断定的.卵丘细胞扩展常用作判断卵母细胞体外成熟的特征.3卵母细胞成熟的调节机制卵母细胞的成熟调节是一个复杂的多因子调节过程,其调节机制是近年来研究的热点.卯母细胞的发育与
6、成熟过程伴有几次发育停滞状态,第1次停滞状态是停滞在第1次减数分裂前期的双线期,人们将处于这一时期的卵母细胞称为前期停滞的卵母细胞(prophase—blockedoocytes),自卵巢表面卵泡中抽取的卵母细胞就处于这个时期(生发泡期,GV期).超越这个组织需发生从G向M相,即由GV期发生GVBD向MI其转变(GMItransition);第二个停滞则是卵母细胞成熟至MⅡ期后,将在该期维持较长时间,直到精子入卵或受其他人工刺激,卵母细胞才离开MⅡ期并获得继续发育的能力,此即MⅡ期停滞.现在的研
7、究认为,OMI及cAMP参与核网期阻滞调节团.人们对卵母细胞减数分裂的恢复机制进行了大量的研究,目前已比较清楚.cAMP含量降低能促使卵母细胞减数分裂发生,是诱导卵母细胞成熟的先决条件.MPF是一种蛋白激酶,由催化亚基P34和调节亚基cyclinB组成,能直接催化一些与细胞分裂有关的蛋白质磷酸化,促使细胞由问期向M期转化:CSF能促进和维持MPF活性,使细胞维持在M期状态.4影响卵母细胞体外成熟的因素4.1胚胎的来源4.1.1动物种类哺乳动物种类不同,卯泡卵母细胞在体外的成熟时间,成熟能力以及体
8、外成熟的表现都有差异.根本原因在于卵母细胞自身结构的区别,包括卵丘细胞的多少,胞质内细胞器的分布和数量,核基因的倍性,膜的成熟状态等I31.在进行卵母细胞体外成熟时,要清楚卵母细胞在体内所处的环境条件和特殊性.4.1.2动物年龄及性机能和卵巢状态同一种动物在不同年龄阶段其卵母细胞体外成熟的情况也有所不同,表现在蛋白质合成,能量'f-t~N等模式均有区别.采集卵母细胞时卵巢表面存在黄体者,卵裂率和囊胚率显着低于无黄体组,且每个卵巢平均取卵数较低.4.1.3卵巢运输的时间与温度自屠宰场采集卵巢时,在
