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                  • 快讯 | 北京大学第三醫院乔杰团队在Mol Cell杂志报道人类卵泡发育过程基因表达调控规律
                  • 2018年11月22日
                  • 2018年11月21日,北京大学第三醫院乔杰团队在《细胞》杂志子刊《分子细胞》(Molecular  Cell,IF=14.248)发表题为“Transcriptome Landscape of Human Folliculogenesis Reveals Oocytes and Granulosa Cells Interactions”(人类卵泡发育过程转录调控及卵母细胞与颗粒细胞的相互作用)的研究论文,系统解析了人类卵泡发育过程中转录组动态全景图及卵母细胞-颗粒细胞相互作用的基因表达调控规律。这是该团队在人类生殖细胞发育研究领域里取得的又一重要进展。

                     

                    近年来由于环境与生活方式改变、生育年龄后延以及癌症治疗等诸多因素,育龄人群生育力明显下降,我国不孕不育率已高达15%-20%,其中关键问题是生殖细胞数量和质量的下降。生殖细胞是个体发育过程中一类特殊的细胞,是种族繁衍的载体。近年来,乔杰课题组及合作者围绕生殖细胞的发生、发育与成熟机制进行了系统的研究,先后揭示了人类胎儿生殖细胞发生、育龄男性精子成熟等多个关键发育阶段的基因组特征、DNA甲基化重编程及其对基因表达的调控关系(Cell 2013,2015; Cell Stem Cell 2017,2018),此成果主要是针对育龄女性卵泡发育和成熟过程所开展的研究工作。

                     

                    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,則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道,但是人類與齧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爲整體進行研究,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。本研究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征,繪制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(圖1)。

                     

                    主要研究發現爲:

                     

                    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)颗粒细胞可能通过KITLG-KIT信号通路调控卵母细胞发育; 卵母细胞可能通过NOTCH信号通路调控颗粒细胞增殖和分化;

                     

                    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。

                     

                    該研究結果將有助于臨床上建立評價卵泡發育的客觀標准,爲准確預測卵巢儲備、監測生育力水平、篩選卵母細胞成熟的標志物提供線索。同時爲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,爲最終改善女性生育力、提高優生優育水平奠定基礎。

                     

                    北京大学第三醫院乔杰教授、严杰副研究员与闫丽盈研究员为论文共同通讯作者。北京大学第三醫院张曜耀博士、北大清华生命科学联合中心博士研究生严智强以及北京大学第三醫院硕士研究生覃清圆为并列第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家妇产疾病临床医学研究中心、北京未来基因高精尖创新中心以及北大清华生命科学联合中心等基金的资助。

                     

                    閱讀全文鏈接:

                    https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(18)30889-X

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