颗粒细胞与卵泡发育的关系
付衍辉 南京农业大学
卵泡发育是一个以形态变化为特征的生长过程,同时伴随卵泡功能的分化,在这个复杂的生理调控过程中,颗粒细胞通过间隙连接在卵母细胞的生长发育过程中起到营养作用,并促进卵母细胞的成熟。膜细胞和颗粒细胞的相互作用是维持卵泡功能和正常发育的重要条件。颗粒细胞的生长分化是原始卵泡正常启动、生长的关键条件,并通过受体途径介导生长期卵泡的发育及后期的闭锁过程,进而在卵泡的发育过程中起到重要的调控作用。
1.颗粒细胞与原始卵泡的生长启动
原始卵泡由一个未分化的卵母细胞和一层扁平的卵泡细胞组成,原始卵泡的生长启动可分为两个阶段:l)原始卵泡颗粒细胞由扁平变为立方形,并开始增殖;2)卵泡中的卵母细胞开始生长,并伴随颗粒细胞的增殖及功能的分化。研究发现颗粒细胞的生长先于卵母细胞,表明颗粒细胞的生长变化是卵泡启动生长的信号,同时也是原始卵泡启动生长的关键。在原始卵泡发育的过程中,颗粒细胞开始增殖并迁移,形态上也发生相应的变化,由扁平转变为立方形,这个形态的变化是卵泡由原始卵泡发育成初级卵泡的标志,在此过程中,卵母细胞开始成熟分裂并伴随形态上的变化。此外,颗粒细胞分泌的SCF能与卵母细胞的。kit受体结合,从而促进卵母细胞的生长,抑制其凋亡,也可能诱导原始卵泡生长启动。
2.颗粒细胞对生长期卵泡的调控作用
从原始卵泡到三级卵泡的生长发育期间,卵母细胞在与颗粒细胞的相互作用下生长。原始卵泡发育完成以后,颗粒细胞会表达一系列的激素受体,包括卵泡刺激素(FSH)、糖皮质激素、促性腺激素释放激素和雌激素等受体,从而使得卵泡成为对激素具有应答能力的初级卵泡,之后再相关激素的作用下,卵泡发育进入二级和三级卵泡阶段。在FSH的作用下,颗粒细胞能够合成雌激素,在雌激素和FSH的并同作用下,使得颗粒细胞大量增殖,到三级卵泡时颗粒细胞己倍增10次。雌激素可诱导颗粒细胞表达更多的FSH受体,并在协同FSH的作用下,促使颗粒细胞产生更多的LH受体,在LH诱导下,进一步提高芳香化酶的活性,正向调节雌激素的大量合成。随着卵泡对雌激素敏感性增强,卵泡迅速生长。在优势卵泡形成的过程中,雌激素也起到关键性作用,只有合成雌激素多,FSH受体多的优势卵泡才能发育为成熟卵泡,而雌激素合成量低,FsH受体少的卵泡趋向闭锁凋亡。
垂体分泌的LH通过颗粒细胞的介导调控作用促进卵泡成熟。当垂体释放的LH作用于颗粒细胞时,可诱导颗粒细胞分泌能够激活减数分裂的晰醇,抑制卵母细胞中腺营酸环化酶活性,降低胞内cAMP的含量[22],促使颗粒细胞分泌透明质酸,使得卵母细胞和颗粒细胞的间隙连接断裂,。AMP就不能进入卵母细胞内,卵母细胞内cAMP含量下降,依赖于cAMP的蛋白激酶A活性下降,蛋白激酶A活性下降诱发MAPK级联反应最终产生MPF(成熟促进因子),驱动卵母细胞恢复,完成减数分裂。在成熟促进因子的作用下,染色质聚缩、核膜破裂、微管形成,到第一次减数分裂中期,排出第一极体,最后成为静止在第二次减数分裂的成熟卵。
3.颗粒细胞对卵泡闭锁的影响
卵泡闭锁是通过细胞凋亡的途径实现的,在卵泡发育的每个阶段都会有细胞凋亡的发生。卵泡闭锁大体上有两种类型:一种起始于卵母细胞,一种起始于颗粒细胞,其中颗粒细胞的凋亡是卵泡闭锁的重要原因。一个发育的卵泡中,如果有10%以上的颗粒细胞发生凋亡,说明该卵泡正在或已经发生闭锁,且卵泡一旦发生闭锁就不能再恢复到正常的发育轨道上。
在卵泡闭锁中,凋亡基因起到重要的作用。颗粒细胞中caspases可以被两条凋亡途径激活 :1)Bd一2家族基因途径, 2)Fas/TNFZA受体途径。研究表明,在健康的卵泡中没有发现Caspase一3,只在凋亡的颗粒细胞中发现,这说明Caspase一3是促进颗粒细胞凋亡的。另外,在卵泡发育期间作为抗凋亡因子的促性腺激素在控制颗粒细胞P53和Fas邝asL的表达中起重要作用。
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