中大新聞網(wǎng)訊（通訊員梁曉燕）近日，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心學(xué)科帶頭人梁曉燕教授團(tuán)隊(duì)在最新的研究中發(fā)現(xiàn)年齡相關(guān)卵母細(xì)胞老化的翻譯圖譜及翻譯調(diào)控機(jī)制，為改善高齡女性卵母細(xì)胞質(zhì)量提供了新思路。
該研究以“Multi‐Omics Analysis Reveals Translational Landscapes and Regulations in Mouse and Human Oocyte Aging”（多組學(xué)分析揭示小鼠和人類衰老過(guò)程中卵母細(xì)胞的翻譯圖譜和調(diào)控因子）為題在國(guó)際權(quán)威雜志Advanced Science上發(fā)表。中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院曉燕教授、周傳傳助理研究員、曾海濤主任醫(yī)師及清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院紀(jì)家葵教授為通訊作者，黃佳娜碩士研究生及陳培根博士后為第一作者。
隨著全球女性生育年齡的推遲以及中國(guó)三孩政策的開(kāi)放，女性生育老齡化已逐漸成為重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，女性在35歲左右開(kāi)始出現(xiàn)卵巢功能下降，主要表現(xiàn)為卵巢卵泡數(shù)量和卵母細(xì)胞質(zhì)量下降。作為女性生殖細(xì)胞，成熟卵母細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量，是完成受精和胚胎發(fā)育的基礎(chǔ)。隨著年齡的增長(zhǎng)，卵母細(xì)胞可能出現(xiàn)線粒體功能障礙、DNA修復(fù)障礙、表觀遺傳變化和代謝改變。與卵巢低儲(chǔ)備相比，卵子質(zhì)量降低是引起高齡女性生育力下降、產(chǎn)科并發(fā)癥以及圍產(chǎn)期風(fēng)險(xiǎn)增加的重要原因。附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心為響應(yīng)國(guó)家生育政策以及改善高齡婦女的卵子質(zhì)量和生育結(jié)局，使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、翻譯組和蛋白組等技術(shù)，繪制了年齡相關(guān)卵母細(xì)胞老化的多組學(xué)圖譜，并對(duì)相關(guān)分子機(jī)制和潛在靶點(diǎn)進(jìn)行了深入探討，以期為有效改善高齡女性卵母細(xì)胞質(zhì)量提供新策略。
研究示意圖
在哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中，原始卵母細(xì)胞周期性快速生長(zhǎng)，并積累了豐富的mRNA和蛋白質(zhì)。與體細(xì)胞不同，處于生發(fā)囊泡(germinal vesicle, GV)階段的卵母細(xì)胞轉(zhuǎn)錄停止，轉(zhuǎn)錄后修飾和RNA翻譯的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)對(duì)于卵母細(xì)胞減數(shù)分裂成熟和早期胚胎發(fā)育至關(guān)重要。以前關(guān)于卵子老化的研究大多基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)，并不能真實(shí)的反映卵子成熟過(guò)程中基因的翻譯表達(dá)水平。為了繪制卵母細(xì)胞的翻譯圖譜，梁曉燕團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院紀(jì)家葵課題組合作，開(kāi)發(fā)了一種新的單細(xì)胞T&T-seq方法，可用于使用1至10個(gè)卵母細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和翻譯組分析（該研究已于2022年發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊Nature communications）。在本研究中，課題組利用單細(xì)胞T&T-seq技術(shù)和蛋白組學(xué)技術(shù)描繪了小鼠和人類卵母細(xì)胞衰老的多組學(xué)圖譜，并且比較了在RNA翻譯調(diào)控方面的跨物種保守性和差異性。
研究團(tuán)隊(duì)使用新的單細(xì)胞雙組學(xué)測(cè)序技術(shù)（T&T-seq）發(fā)現(xiàn)，在小鼠衰老過(guò)程中，卵母細(xì)胞中大多數(shù)基因的翻譯效率顯著降低，并且與M6A識(shí)別因子YTHDF3的表達(dá)下降相關(guān)。干預(yù)YTHDF3影響了卵母細(xì)胞中HELLS基因的翻譯效率，進(jìn)而抑制了卵母細(xì)胞成熟。此外，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了人類卵母細(xì)胞衰老過(guò)程中的翻譯圖譜，發(fā)現(xiàn)人與小鼠在翻譯圖譜和翻譯調(diào)控過(guò)程中存在不同。雖然在人類和小鼠卵母細(xì)胞衰老過(guò)程都觀察到減數(shù)分裂、DNA甲基化及RNA降解的調(diào)節(jié)因子相似的翻譯變化，但是人類卵母細(xì)胞衰老過(guò)程中的翻譯調(diào)控因?yàn)閅THDF3表達(dá)很低，因此并非由M6A介導(dǎo)，而與剪接因子SRSF6相關(guān)。這提示，在臨床上改善生殖衰老，增加高齡卵母細(xì)胞的獲取和改善高齡卵母細(xì)胞的質(zhì)量，應(yīng)該著手于人的研究，其中可變剪切調(diào)控可能是改善人卵母細(xì)胞老化的關(guān)鍵步驟。測(cè)序技術(shù)的更新為有限的人的樣本提供了更多有力支持，將為我們進(jìn)一步改善臨床上老化卵母細(xì)胞的培養(yǎng)提供新的可能。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301538
