摘要
女性在出生时形成了数量确定且不可再生的原始卵泡库，有序的原始卵泡激活是维持女性生育寿命的关键。随着女性年龄的增长，卵母细胞数量逐渐消耗，直至耗竭。目前多种因素导致原始卵泡的过度激活和消耗，导致原发性卵巢功能不全（ premature ovarian insufficiency，POI），并最终引起不孕。目前临床上利用体外激活技术促进 POI患者体内残留的原始卵泡的激活，达到获得自身遗传后代的目的。然而鉴于该技术的手术创伤性和刺激药物的危害性，需要探索一种更安全有效的方法治疗POI。本实验探讨了锌在原始卵泡激活中的作用及分子机制，并探讨了锌在POI治疗上的潜在作用。 本研究通过新生小鼠卵巢体外培养模型，发现 ZnSO4能促进原始卵泡的激活，且35 μM为最佳浓度。RT-PCR和免疫荧光实验表明，ZnSO4能引起卵母细胞的生长、颗粒细胞的增殖。体外培养3 h和48 h后，ZnSO4都能增强新生小鼠卵巢中的mTOR和Akt的磷酸化水平。此外，ZnSO4也能提高卵巢中糖酵解相关蛋白水平。添加2-DG（糖酵解抑制剂，5 mM）后，ZnSO4提高的p-mTOR水平被完全阻止，原始卵泡激活受到部分抑制。而添加ISCK03（KIT抑制剂，2.5 μM）去阻断前颗粒细胞和卵母细胞的交流后，ZnSO4提高的p-Akt水平并没有被阻止，原始卵泡的激活也只受到部分抑制。这些结果表明， ZnSO4 通过促进颗粒细胞中糖酵解依赖的 mTOR 通路和卵母细胞中PI3K/Akt通路，最终导致了小鼠原始卵泡激活。 接下来，本研究检测了锌在小鼠体内对原始卵泡激活的影响。首先本研究给3日龄的小鼠进行腹腔注射7.265 mg/kg ZnSO4，实验结果表明，注射ZnSO4能促进小鼠卵巢原始卵泡激活，也能提高卵巢中糖酵解相关蛋白、p-mTOR和p-Akt的水平。其次，给予21日龄和10月龄（老年）的雌鼠喂养含有200 μM ZnSO4饮用水一周，根据最终的饮水量计算出ZnSO4的平均摄入量分别约为14.10 mg/kg/d和11.43 mg/kg/d。口服实验结果表明，ZnSO4能促进原始卵泡激活、提高生长卵泡的数量。ZnSO4处理组老年小鼠排卵数量和质量显著增加（卵母细胞的线粒体膜电位显著升高，纺锤体畸形率和活性氧含量显著降低）。ZnSO4也能增加老年小鼠生崽数、生崽窝数。这些结果表明 ZnSO4能在小鼠体内促进原始卵泡激活，并且能够挽救老年雌性小鼠的生育力。最后，在人卵巢皮质组织体外培养模型中，ZnSO4处理组中生长卵泡数量显著升高，且糖酵解相关蛋白、mTOR和p-Akt的水平也增加。这表明ZnSO4通过促进颗粒细胞中糖酵解依赖的mTOR通路和卵母细胞中PI3K/Akt通路，最终导致人原始卵泡激活。 综上所述，ZnSO4通过颗粒细胞中糖酵解依赖的mTOR通路和卵母细胞中PI3K/Akt通路促进小鼠和人原始卵泡的激活，并且ZnSO4能提高老年雌性小鼠的生育力。这些提示锌可能作为促进原始卵泡激活的口服药物，为临床上POI患者以及与年龄相关的卵巢储备减少患者提供潜在的治疗方案。
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