近日,来自华南农业大学动物科学学院的研究人员在《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)上发表了题为“模拟微重力通过破坏减数分裂纺锤体组织和诱导胞质吐泡损害小鼠卵母细胞成熟”的研究论文。该研究获得了国家重点基础研究发展计划(973计划)的资助。
文章的第一作者为华南农业大学动物科学学院吴嫦丽博士,通讯作者为张守全教授。研究团队以小鼠为模型,利用旋转壁式生物反应器(RWVB)模拟微重力条件(10⁻²-10⁻³ g),经过5年潜心研究,发现模拟微重力显著抑制哺乳动物卵母细胞的体外成熟。在模拟微重力下,卵母细胞第一极体排出率仅为8.95%,约为正常重力(1 g)条件下的1/8。同时,异常形态卵母细胞比例上升:12.96%出现“胞质吐泡”,13.03%形成突起,而这些在正常重力下罕见。
进一步研究表明,微重力下卵母细胞极体排出受阻的原因是减数分裂过程中微管募集和重排受损,无法形成完整纺锤体,导致染色体分离失败。模拟微重力下纺锤体异常率高达95%,而正常重力下仅为2.78%。纺锤体结构缺失主要涉及微管,而与染色体迁移密切相关的微丝功能未受显著影响,提示微管是卵母细胞感受重力的关键细胞结构,失重环境下其正常功能被破坏。该研究揭示了小鼠卵母细胞在模拟微重力下因微管组织破坏而难以发育为成熟、具受精能力的卵母细胞,提示微重力环境下哺乳动物生育可能面临重大挑战。
公共科学图书馆(PLoS)是一家由众多诺贝尔奖得主和慈善机构支持的非营利学术组织,致力于推广全球生命科学领域的最新研究成果。PLoS出版8种生命科学与医学领域的开放获取期刊,可免费获取全文,享有高知名度和学术影响力。2006年12月20日,PLoS创建了PLoS ONE综合性在线期刊,2010年影响因子达4.411。
(生物通:何嫱)