猪卵母细胞体外成熟的存在意义和现有问题
鲍建昌 西北农林科技大学
目前,尽管猪卵母细胞体外成熟能够为科研活动提供部分原材料,但其成熟效率及胚胎发育的能力与体内成熟的卵母细胞相比较差。并且其用于畜牧生产时,效率低下。在一定程度上,可能是因为体外成熟的卵母细胞胞质的发育的不够完善。 如果能够提高猪卵母细胞体外成熟的质量不仅能为基础研究提供高质量的原材料,还能为畜牧生产提供良好的供体卵母细胞,从而提高克隆动物的生产效率,为保护稀有和濒临灭绝的物种提供一种有效的保护途径。
伴随着核移植效率的提高,转基因动物的生产效率也会大幅度提高,这也为生物反应器等生产实践相关的技术的实现提供了保障。还为生产疾病模式动物提供了有效的方法,为研究人类疾病提供必要的模型。并且为人类器官移植提供充足的供体器官。这一系列技术效率的提高都依赖与卵母细胞质量的提高,因此优化猪卵母细胞体外成熟培养体系,提高卵母细胞质量有着重大的意义。
目前猪卵母细胞体内成熟的发育能力明显要优于体外成熟的卵母细胞细胞,体内发育的卵母细胞,无论从体外受精能力,以及 NT 胚胎发育能力,以及发育后囊胚内细胞数都优于体外成熟的卵母细胞,这都说明,目前猪卵母细胞的体外成熟培养体系还存在一定的问题。其中最主要的问题是,体外成熟卵母细胞体的质量不高,发育能力较差。分析其原因,可能是因为,猪卵母细胞在体外培养时,核质发育不同步造成的。研究表明体内成熟的卵母细胞由于在前期被卵泡液中的 GVBD 抑制因子抑制,卵母细胞能自发地恢复减数分裂,长时间停滞于 GV 期,随着卵母细胞胞质内的蛋白因子的转录翻译,其才逐步恢复减数分裂能力,进入减数分裂,完成卵母细胞胞质及核的完全成熟。
而目前,大型家畜如猪、牛、羊等用于实验研究及胚胎工程等的卵母细胞主要来自体外成熟培养。由于未成熟的卵母细胞离开卵泡后,其受卵泡液中的抑制因子的影响也就随之解除。以至于其胞质未发育好的情况下和恢复减数分裂,导致在体外培养时卵母细胞的核成熟速度加快,导致在核成熟时,胞质的成熟并未完成,造成卵母细胞的细胞核和细胞质的成熟不同步,这样就会造成卵母细胞体外成熟的质量不高及其后期胚胎发育能力低下。因此,在体外造就一个与体内相似的抑制环境,使未成熟的卵母细胞长期处于 GV 期,使之有充分的时间来准备成熟所需物质,来完成相应的成熟,同时也给细胞质成熟提供了足够的时间,能够提高卵母细胞的成熟质量以及其后期发育能力。
造成核质不同步的原因可能不仅如此,还可能是体外成熟培养过程中激素添加造成的,也可能是体外培养环境造成的,还有可能是卵母细胞体外成熟培养也造成的,总之,由于猪卵母细胞体外成熟培养体系与体内还有差别造成了体外成熟的卵母细胞质量较差,因此优化体外培养体系迫在眉睫。
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