夏国良/王超课题组在小鼠原始卵泡形成调控机制研究方面取得进展
发布日期:2019-12-09 浏览次数:  信息来源:生物学院

       2019年3月12日,BMC Biol. 在线发表了中国农业大学生物学院夏国良/王超课题组题为“GSK-3β protects fetal oocytes from premature death via modulating TAp63 expression in mice”的研究论文。

       在胚胎期卵巢中,卵母细胞经历第一次减数分裂前期后阻滞于核网期,随后极少部分的单个未成熟的卵母细胞被周围的扁平颗粒细胞包裹,形成原始卵泡,而大多数卵母细胞死亡丢失。胚胎期卵母细胞减数分裂异常将直接导致原始卵泡库建立障碍。因此,研究胚胎期卵巢中卵母细胞内与减数分裂进程相关的精确调控网络的工作机制,对于更好地理解雌性生殖储备的建立具有重要意义。在这方面的研究中,我们重点探索的重要分子之一是糖原合成激酶3β(GSK-3β)。GSK-3β通过磷酸化不同的底物参与调控细胞内的蛋白合成、细胞增殖与分化、微管动力以及细胞凋亡等生理过程。然而,关于其在早期卵母细胞发生以及原始卵泡库建立过程中的功能研究仍然空缺。

       研究发现,GSK-3β在小鼠胚胎期与围产期卵巢中表达广泛于体细胞与卵母细胞的胞质。卵母细胞内GSK-3β的活性随胚胎卵巢发育进程呈现下调趋势。通过体外抑制GSK-3β活性,胚胎卵巢中处于第一次减数分裂前期的卵母细胞发生大量凋亡,导致卵巢卵母细胞数量显著减少,同时减数分裂进程受阻,部分卵母细胞无法进入双线期;DSBs修复异常的卵母细胞比例也显著增加。进一步发现此时在胚胎卵巢中负责卵母细胞质量监管及执行凋亡的p63提前表达,同时下游凋亡执行相关基因的表达也显著上调。后续研究证明GSK-3β经磷酸化β-catenin介导了p63的转录。GSK-3β受抑制后,β-catenin降解受阻,在胞质积累后发生入核并激活p63转录,造成胚胎卵母细胞凋亡。在体实验证明β-catenin的转录活性与p63的表达上调趋势一致。小鼠生殖细胞特异性敲除Gsk-3β也证明了该机制。

       本研究证明在小鼠胚胎期卵巢内,GSK-3β对第一次减数分裂前期卵母细胞的存活具有重要作用。GSK-3β经调控β-catenin的转录活性影响p63的时空特异性表达模式,进而维持减数分裂前期进程的正常进行(如图所示)。研究结果对阐明减数分裂的内在调控机制及卵巢生殖储备的建立机制具有重要科学意义。



GSK-3β在减数分裂前期I期间在维持胎儿卵母细胞存活中的重要作用



       中国农业大学博士生文佳为论文第一作者,中国农业大学生物学院王超为通讯作者,相关工作得到了科技部国家重点研发项目和国家自然科学基金等项目的资助。

       文章链接:https://doi.org/10.1186/s12915-019-0641-9


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