摘要
卵母细胞体外成熟技术(invitromaturation,IVM)已应用于人类辅助生殖、动物胚胎生产、动物克隆和转基因等领域。然而与体内成熟的卵母细胞相比，体外成熟卵母细胞的成熟率、囊胚率、妊娠率以及活产率都明显较低，胚胎发育异常和胚胎停滞的比例明显增加。导致体外成熟卵母细胞质量下降的主要原因是卵母细胞脱离相对稳定的母体低氧环境，氧化还原平衡受到破坏，细胞内活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)过度积累，继而引起氧化应激。因此，缓解体外成熟卵母细胞的氧化应激，提高卵母细胞质量，对于促进卵母细胞体外成熟技术的广泛应用具有重要意义。虾青素(astaxanthin)是一种天然的类胡萝卜素，主要存在于海洋生物中，是自然界中最强大的抗氧化剂之一。近年来，关于虾青素的研究主要集中在肿瘤、糖尿病、炎症和免疫调节等领域，在生殖领域，已有研究报道虾青素可以提高牛排卵后老化卵母细胞的发育潜力，但虾青素在小鼠卵母细胞体外成熟中的作用尚未有报道。 为了研究虾青素对小鼠卵母细胞体外成熟的影响，本研究向培养液中添加不同浓度的虾青素进行卵母细胞体外成熟，发现添加2.5μM的虾青素能够显著提高小鼠卵母细胞成熟率;纺锤体是参与卵母细胞核成熟的主要细胞器，本研究通过免疫荧光染色发现添加虾青素对MⅠ和MⅡ时期卵母细胞的纺锤体形态无显著影响;为研究虾青素促进小鼠卵母细胞体外成熟的机制，本研究通过单细胞转录组测序发现，与对照组相比，添加虾青素组卵母细胞中有273个基因表达下调，245个基因表达上调，并且差异基因主要与线粒体稳态和蛋白质稳态密切相关;随后，本研究对体外成熟的卵母细胞进行了线粒体活性检测，发现添加虾青素组的卵母细胞线粒体活性显著增加;对体外成熟卵母细胞进行ROS水平的检测，发现添加虾青素组卵母细胞的ROS水平显著下降;为了研究虾青素对体外成熟卵母细胞蛋白质稳态的影响，本研究利用微量蛋白质组学技术，发现添加虾青素组卵母细胞中有24个蛋白表达上调，69个蛋白表达下调，且涉及DNA甲基化、染色体组装、蛋白质去乙酰化和代谢过程等多个重要生物学过程。 卵母细胞质量决定早期胚胎发育潜力，本研究创新性地应用卵母细胞透明带激光打孔技术，使体外成熟的卵母细胞成功体外受精，并且发现添加虾青素组的卵母细胞受精率和2细胞率显著增加;在受精卵时期，通过显微操作去除雌原核可以获得单倍体孤雄胚胎，但由于体外操作过程中的氧化应激损伤，单倍体孤雄胚胎的发育效率较低，本研究发现在单倍体孤雄胚胎培养过程中，添加虾青素能显著提高孤雄胚胎的4细胞率。 综上所述，在培养液中添加虾青素能够显著提高小鼠卵母细胞体外成熟率，提升卵母细胞质量和发育潜力，促进小鼠早期胚胎发育。本文研究了虾青素对小鼠卵母细胞体外成熟的影响，改进了小鼠卵母细胞体外成熟技术，对于卵母细胞体外成熟技术的广泛应用具有重要意义。
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