哺乳动物原始卵泡生长启动的调控.pdf

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1、农业生 物 技术学 报 J o u rn a l o f A g ri c u l t u r a l B i o t e c h n o l o g y 2 0 0 6 , 1 4 ( 4 ) : 6 1 8 - -6 2 4 综述 哺乳动物原始卵泡生长启动的调控 * 田允波 ,3 ， 曾书琴， 陈学进2 ， 施振旦 ( 1 . 仲恺农业技术学院动物科学系， 广州5 1 0 2 2 5 ; 2 .上海市发育生物学重点实验室， 上海2 0 0 0 2 5 ; 3 .华南农业大学动物科技学院， 广州5 1 0 6 4 2 ) 摘要: 哺乳动物卵泡发育是一个被众多内 分泌、 旁分泌和自 分泌因素精

2、确调控的 生理过程。 原始卵泡生长启动可能受卵巢 内 在因 子， 如生长因子等的 调控， 而不是通常认为的F S H ( 促卵泡素); 原始卵泡细胞连接和原始卵泡的细胞( 卵 母细胞和颗粒细 胞) 之间 相互作用也参与调节原始卵泡的生长启动。 关键词: 哺乳动物; 原始卵泡; 生长 中图 分类号: S 1 8 5 S 1 8 8 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 6 - 1 3 0 4 ( 2 0 0 6 ) 0 4 - 0 6 1 8 - 0 7 R e g u l a t i o n o f I n i t i a t i o n o f P r i m o r d i a l F

3、 o l l i c l e G r o w t h i n Ma m m a l s T I A N Y u n - b o - , Z E N G S h u - q i n , C B E N X u e - j in 2 , S HI Z h e n - d a n ( 1 . D e p a r t m e n t o f A n i m a l S c i e n c e , Z h o n g k a i U n i v e r s i ty o f A g r i c u l t u r e a n d T e c h n o l o g y , G u a n g z h o

4、 u 5 1 0 2 2 5 , C h i n a ; 2 . S h a n 动a i K e y L a b o r a t o ry o f D e v e 扣 p m e n t B i o l o g y , S h a n 助a i 2 0 0 0 2 5 , C h i n a ; 3 . C o l l e g e o f A n i m a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , S o u t h C h i n a A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i ty , G u a n g

5、 z h o u 5 1 0 6 4 2 , C h i n a ) A b s t r a c t Ma m m a l i a n o v a r i a n f o l l i c u l o g e n e s i s i s a c o m p l i c a t e d p h y s i o l o g i c a l p r o c e s s r e g u l a t e d b y m a n y e n d o c r i n e , p a r a c r in e a n d a u t o c r i n e f a c t o r s . T h e i n i

6、 t i a t i o n o f p r i m o r d i a l f o l l i c l e g r o w t h i s c o n t r o l l e d b y o v a ri a n p a r a c r i n e f a c t o r s , s u c h a s E G F ( e p i d e r m a l g r o w t h f a c t o r ) o f o t h e r g r o w th f a c t o r s , b u t n o t b y F S H ( f o l l i c l e s t i m u l a

7、 t i n g h o r m o n e ) ; t h e j u n c t io n s o f p r i m o r d i a l f o l l i c l e s a n d t h e i n t e r c e l l u l a r c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n o o c y te a n d g r a n u l o s a c e l l a r e in v o lv i n g i n t h e i n it i a t i o n o f p r im o r d i a l f o ll i c l

8、e g r o w t h . K e y w a d a m a m m a l ; p r i m o r d i a l f o ll i c le ; g r o w th 哺乳动物胚胎期或新生卵巢内含有大量原始卵 泡， 如: 出生时小鼠约为1 万个， 人和家畜约2 0 0 万 个 ( G o s d e n 和T e l f e r , 1 9 8 7 ) 。 由 大 量 原 始 卵 泡 组 成的 卵泡库是雌性生殖资源储备库，卵母细胞就是从原 始卵泡库中持续、 小批量地起始生长， 并不停地有少 量发育完全的成熟卵母细胞恢复、 完成减数分裂， 最 终排卵。 雌性个体一生的生殖活动中，

9、原始卵泡库中 能够成熟排卵的仅0 . 1 % 0 .2 %。近年来， 胚胎生物 技术发展迅速， 对高质量卵母细胞需求量日 益增加。 探索卵母细胞/ 卵泡在体内和体外发育的调节机 制， 成了当 前畜牧繁殖和生殖生物学研究中的热点。 原始卵泡是卵巢中卵子贮存的基本单位， 在卵 泡生长启动中， 颗粒细胞的分化和生长是原始卵泡 生长 启动的 关键( E p p i g a n d O B r i e n , 1 9 9 6 ; W a n d j i e t a 1 . , 1 9 9 6 ) 。而在人类最后一组原始卵泡的启动迟到 5 0 年后， 但为什么一些原始卵泡能启动生长， 而其 * 基金项目:

10、 广东省自 然科学基金( N o . 0 5 0 1 2 3 6 4 ) 资助。 邻近的卵泡却保持静止。 迄今为止， 未发现原始卵泡 细胞上有任何激素受体， 对原始卵泡的周期性启动 和选择生长机制仍是个谜。2 0 世纪6 0 年代英国学 者曾提出“ f i r s t i n “ a n d “ fi r s t o u t 的论点， 认为先迁人 生殖峙形成的卵泡先开始启动生长， 但未得到证实。 E p p i g 和O B r i e n ( 1 9 9 6 ) 发现小鼠 原始卵泡中的卵母 细胞在离体条件下可以 生长， 为进一步研究原始卵 泡生长启动的基因调控提供了重要思路。 哺乳动物出生前

11、或出生后不久，一些原始卵泡 在卵巢内因子以及未知的调控机制作用下启动生 长， 离开静止期向 初级卵泡转化， 进人生长成熟周 期， 即原始卵泡的启动募集， 没有被募集的卵泡继续 维持在静息状态直至凋亡。 卵泡被启动募集后， 卵母 细胞便开始成熟分裂， 并静息于MI 期， 卵母细胞 的生长是卵泡启动募集的标志 ( R o m b a u t s e t a l ., 1 9 9 8 ) 。 研究表明， 许多自 分泌和旁分泌因 素， 以 及原 作者简介: 田 允 波( 1 9 6 5) ， 男， 教 授， 主要研 究方向: 动物繁殖生理与胚胎生 物技术。 E - m a i l : . 收稿日 期:

12、 2 0 0 5 - 0 8 - 3 0 接受日 期: 2 0 0 5 - 1 1 - 1 4 第 4 期田 允波等: 哺乳动物原始卵泡生长启动的调控 始卵泡细胞连接、原始卵泡细胞之间相互作用参与 调节原始卵泡的生长启动。本文综述这些因素在原 始卵泡生长启动中的调节作用。 1 原始卵泡的生长启动不受下丘脑一 垂体 轴的直接调节 原始卵泡的发育启动与L H ( i n t e i n i z i n g h o r - m o n e ) 无关。 L H受体( L B R ) 的m R N A在仔鼠出 生后 5 d 、 仔兔出生后7 d ， 卵巢上出现次级卵泡时才可检 测到 ( O s h a

13、n g h n e s s y e t a l ., 1 9 9 7 ) ; 在 发 情 期的 牛 和 兔， 工 月 灭基因在卵泡发育到有腔卵泡和卵泡内膜形成 以后， 才开始在卵泡内膜细胞中转录其m R N A ， 在 颗粒细胞中的转录更晚， 这说明 原始卵泡的发育启 动与L H无关，至少L B对腔前卵泡的发育没有直 接的作用。至于F S H ( 促卵胞素) 受体( F S H R ) ， 它存 在于早期腔前卵泡的颗粒细胞中，人们熟知的是 F S H R I 受体归a b u e t a l ., 2 0 0 1 ) 0 A d r i a e n s e t a 1 .( 2 0 0 4 )

14、 证实， 一种新的剪接变体F S H R 3 的 表达比率也与卵 泡的分化呈正相关。出生不足3 d 的小鼠 就可检测 到尚未达到全长的F S H R转录物， 新生5 d 的小鼠 该转录物已达全长， 这表明最初的F S -H R m R N A的 发展是不依赖于促性腺激素的。但当卵泡形成腔状 结构时 ( 出 生1 0 -1 5 d ) 卵 泡的 发育开 始 依赖于F S H 的存在， F S H可刺激颗粒细胞增殖， 刺激芳香化酶 的活性， 诱导L H R表达。 原始卵泡的发育不需要F S H的作用。 因为垂体 切除的大鼠、 小鼠的原始卵泡也可被启动募集， 并发 育为有腔卵泡， 而且原始卵泡中没有

15、功能性的F S H 和L H受体存在， 它们到次级卵泡阶段才出现， 因而 F S H和L H不可能直接启动原始卵泡的发育。在不 添加F S H和血清的条件下， 体外培养的鼠、 兔、 牛和 羊的 卵 泡 均可 进 人生长池 ( g r o w in g p o o l ) ， 发育到 有 腔卵 泡 早期或晚 期( B r a w - T a l e t a , 1 9 9 7 ) ; 使用性腺 机能退化鼠和通过切除兔、 羊的垂体以除去血中的 F S H的实验也证实， 原始卵泡可在缺乏促性腺激素 的环境中发育到次级卵泡期 ( O s h a n g h n e s s y e t a l . ,

16、1 9 9 7 ) 。 在 垂体切除的 小鼠 中， 虽然原始卵泡可发育 至 有 腔卵 泡， 但处于 静息 池( r e s t in g p o o l ) 中 没有发育 的原始卵泡数明显增加; 若注人外源F S H , L B或 h C G ( h u m a n c h o r i o n i c g o n a d o t r o p h i n ) ， 则处于 生长池 中的原始卵泡数显著增加。在转 h L H ( h u m a n l u t e in i z in g h o r m o n e ) 的 转 基因 小鼠 中， 原始 卵 泡 相 对 较早地进入生长池，而且数目 增加

17、任 l a w s e t a l ., 1 9 9 7 ) 。 因 此推测， 内 源 性的c A M P 活 化通路在 原始 卵泡的启动募集中起重要作用 ( M a y e r h o f e r e t a l ., 1 9 9 7 ) ， 因为F S H , L H和h C G 是通过c A M P 通路发 挥功能的。 新生大鼠的卵巢注人血管活性肠肤(VIP ) 和去 甲肾上腺素后可激活C A M P 通路， 从而提高c A M P 合成量， 诱导卵巢出现F S H R m R N A , 卵泡对F S H 的敏感性增强， 使原始卵泡的发育期提前( M a y e r - h o f e

18、 r e t a l . , 1 9 9 7 ) ; 仓鼠中， F S H 也可 诱导胚胎期卵 巢内 前体卵泡细胞分化形成原始卵泡 ( R o h e t a l ., 2 0 0 0 ) 。 表明 原 始卵 泡的 发 育可 能受到 卵 巢 髓质中 的 神经递质调节。 但B r a w - T a l a n d Y o s s e fi ( 1 9 9 7 ) 在牛 中模拟M a y e r h o f e r e t a l . ( 1 9 9 7 ) 的实验， 却发现V I P 虽可增加c A M P 含量， 但并不能诱导牛早期腔前卵 泡内出现功能性 F S H R ,卵巢内F S H

19、R可能尚未和 腺昔酸环化酶建立功能性偶联。 可见， 虽然不同动物 腔前卵泡获得对促性腺激素的反应能力均发生在早 期卵泡发育阶段， 但在不同的动物( 尤其是在啮齿类 和大家畜间 ) 其发生时相可能 存在一定差异。 在原始卵泡的发育过程中， 颗粒细胞开始迁移、 增值， 并发生形态上的变化 ( M a y e r h o f e r e t a l ., 1 9 9 7 ) 0 颗 粒细 胞转 变为 立 方 形是原 始卵 泡 发育为 初 级卵泡的标志， 伴随此过程，卵母细胞开始成熟分 裂， 形态也发生变化。 据此推测原始卵泡的发育与卵 母细胞的成熟分裂有关， 并认为首先开始成熟分裂 的卵母细胞的卵泡

20、亦先发育并成熟排卵， 预测这些 卵泡主要位于卵巢的皮质一 髓质结合区， 其启动的 机制可能与神经递质有关( F l a w s e t a l ., 1 9 9 7 ) . 2 卵巢局部生长因子 原始卵泡的生长发育从胚胎时期开始一直持续 到初情期前， 生长速度缓慢， 是一个不间断的持续生 长过程( v a n We z e l e t a l , 1 9 9 6 ) ， 启动卵泡生长的因子 来自 卵巢本身合成的因 子， 与卵巢外因 子无关( P i c - t o n , 2 0 0 1 ) . 2 . ，原始卵泡生长抑制因子 抗谬勒氏管激素( A MU ) 属于转化生长因子超家 族成员， 在

21、出生后小鼠和人卵巢的颗粒细胞内产生， 是目 前发现的 惟 一原始卵 泡生长 抑制困 子。 早 期 研 究表明， A MH可影响卵巢的内分泌功能。A M H可 抑制绵羊胚胎卵巢的芳香化酶活性， 进而抑制雌激 素的合成; 大鼠胚胎卵巢体外培养时也发现相同结 果。颗粒细胞体外培养实验进一步揭示A M H可抑 制芳香化酶基因的表达，同时下调L H R的含量。 A M H基因缺失小鼠出生前原始卵泡形成明显异 常， 但是出生后大量原始卵泡迅速开始生长转化， 明 显多于A M H基因正常小鼠;到生后 1 3 个月时， A MH基因缺失小鼠卵巢内已经见不到原始卵泡， 但出现大量发育到晚期的腔前卵泡和有腔卵泡。

22、在 农 业 生 物 技 术 学 报2 0 0 6年 体外培养新生小鼠卵巢时， 加人A M H后原始卵泡 生长减少， 卵泡募集受阻， 而卵巢内抑制素产生增加 ( D u r l i n g e r e t a l ., 2 0 0 2 ) 。 因此推测， A M H通过调节卵 巢局部抑制素产生， 来阻止原始卵泡生长启动。 2 .2 原始卵泡生长促进因子 2 .2 . 1 c - K i t 和c - K i t 配体 ( K L ) K i t 是k i t 基因 编码 的一个受体蛋白， 属于n 型跨膜酪胺酸激酶受体。 其 配体由m g f 基因 编码， 包括K L 1 和K L 2 两种膜结

23、合形式。 两种K L 均可被进一步降解， 生成一种可溶 性的K L o K i t / K L 参与卵泡早期发育中的许多事件， 如原始卵泡生长的启动、卵泡膜细胞和卵泡腔的形 成等， 对出生前后胎儿卵巢上的原始卵泡存活十分 重 要 ( R e y n a u d e t a l ., 2 0 0 0 ) 。 小鼠 卵 巢原始卵泡和 生 长卵泡的卵母细胞中均可检测到K i t m R N A ， 其表 达不依赖于卵母细胞是否表达G D F - 9 和颗粒细胞 是否表达K L 。同时卵巢膜间质细胞中也可检测到 大量K i t m R N A 。 新生小鼠从产后 1 一1 2 d 通过每天 注射A C

24、 K 2 阻断K i t / K L 的相互作用， 发现原始卵泡 的始动募集被完全阻断。体外添加K L 或其阻断剂 A C K 2 培养新生小鼠 卵巢发现 ( P a r r o tt e t a l . , 1 9 9 9 ) , K L可促进原始卵泡始动生长，而抗体A C K 2 可阻 断自 发的或K L 诱导的原始卵泡的生长起始。 可见， K i t/ K L 可能是调节原始卵泡启动生长， 并进一步发 育越过初级卵泡阶段的一个关键因素。 2 .2 .2 碱性成纤维生长因子 ( b F G F ) b F G F 是一类 直接促进原始卵泡募集的生长因子， 可促进猪、 牛、 人、 猫和啮齿类

25、的颗粒细胞增殖， 同时颗粒细胞分泌 的b F G F 经旁分泌途径， 影响卵泡内膜细胞血管的 发生。 b F G F 主要存在于原始和初级卵泡的卵母细 胞和颗粒细胞， 但在人原始卵泡内主要见于卵母细 胞， 而颗粒细胞内未见表达; b F G F 受体表达于卵泡 的 颗粒细胞( A m a m o t o e t a l ., 1 9 9 7 ) 。 体外培养新生小 鼠卵巢发现， b F G F主要表达在原始和初级卵泡的 卵母细胞， 调节卵泡颗粒细胞生长、 增殖、 分化和凋 亡; 经b F G F 作用后的新生小鼠卵巢原始卵泡减少， 初级卵泡增加， 且这种作用可被b F G F 受体拮抗剂 部分

26、抑制( N i l s s o n e t a l ., 2 0 0 1 ) 。 因 此认为卵 母细胞产 生的b F G F 作用于周围的颗粒细胞， 促进原始卵泡 生长和向初级卵泡转化。 2 . 2 . 3 表皮生长因 子( E G F ) 现有的 研究， 如增殖细 胞核抗原( P C N A ) 表达、 卵母细胞的直径变化、 以及 3 H 一 胸腺嗜陡掺人等发现， 颗粒细胞的生长启动先 于卵母细胞， 提示颗粒细胞的变化可作为卵泡生长 启动信号， 也说明颗粒细胞的分化和生长是原始卵 泡启动和生长的关键， 而颗粒细胞的分化可能与卵 巢基质分泌的E G F 作用有关。 E G F 可促进静息细胞

27、表达P C N A ， 导致细胞周期改变， 促进细胞增殖， 原 始卵泡进人生长相。 K r i s t i n a e t a l . ( 2 0 0 2 ) 和K e z e l e e t a l . ( 2 0 0 2 ) 研究证实， E G F 在新生大鼠 卵巢原始卵 泡生长起始过程中有重要作用， 它能促进颗粒细胞 增殖分化。 对大鼠 原始卵泡在体内( K r i s t i n a e t a l ., 2 0 0 2 ) 和体外( 王海滨等， 2 0 0 1 ) 的研究发现， E G F 能 刺激原始卵泡的早期生长和类固醇分泌。 在研究E G F 对新生大鼠卵泡生长启动中的作 用时

28、 发现( 柳海珍和刘以 训， 2 0 0 0 ) , E G F 对颗粒细胞 分化的影响远早于F S H 。 给大鼠注射E G F 2 d 后， 相 对于注射F S H组， 卵巢中明显有较多的卵泡颗粒细 胞开始增殖， 并由扁平变为立方形; 到第4 天时颗粒 细胞的增殖状况和层数更加明显; 而F S H对卵泡启 动在早期无明显作用， 直到第7 天颗粒细胞才有明 显增殖现象。提示， E G F 受体在颗粒细胞上的分化 可能早于F S H R 。 通过原位杂交证实 F S .H R m R N A 在出生后第6 天的某些卵泡颗粒细胞中才有表达， 随后表达量逐渐增加，这也说明为什么F S H迟于 E

29、G F ，只有到生后第7 天才对某些卵泡颗粒细胞增 殖有显著刺激作用。这表明可能是E G F ，而不是 F S H对原始卵泡的生长启动发挥作用。 2 .2 .4干细 胞因 子( S C F ) S C F 是最早发现的 促进原 始卵泡募集的生长因子， 它通过相应的受体。 - k i t 调 节原始卵泡的生长转化， 在原始卵泡的募集过程中 发挥重要作用。S C F 在小鼠 胚胎的生长期原始卵泡 的颗粒细胞产生，而卵母细胞则表达相应的受体 c - k i t ; S C F 和。 - k i t 基因突变小鼠卵巢原始卵泡形成 无明显异常， 但其生长转化发生明显障碍( D r i a n - c o

30、 u rt e t a l . , 2 0 0 0 ) 。 体 外 培 养4 日 龄 新 生 小鼠 卵 巢同 样发现， S C F 显著增加进人募集周期的原始卵泡数 量， 且这种促进作用能被S C F 拮抗剂抑制( P a r r o t t 和S k in n e r , 1 9 9 9 ) 。 因 此 推 测， 原 始卵泡 颗 粒细 胞 产 生的S C F 直接作用于卵母细胞 c - k i t 受体， 促进原 始卵泡的生长转化。c - k i t m R N A及其蛋白在妊娠 1 3 -2 1 周人胎儿卵原细胞和原始卵泡的卵母细胞 膜以及胞浆内也表达( R o b in s o n e

31、t a l . , 2 0 0 1 ) . 2 .2 .5白 血病抑制因 子( L I F ) L I F 主要表达于原始 卵泡、初级卵泡的颗粒细胞和腔前卵泡的卵母细胞 ( N i l s s o n e t a l . , 2 0 0 2 ) . L I F 结合到由L I F 受 体亚 单 位 和g p 1 3 0 组成的 受体复合体， 参与调节多种组织细 胞的生长、 增殖以及凋亡。 体外培养成人晚期卵泡颗 粒细胞能够产生L I F ，而L I F 受体复合体在人腔前 卵泡的卵母细胞表达。对新生小鼠卵巢体外培养发 现 ( D i s s e n e t a l ., 2 0 0 1 ) ,

32、 L I F 促进原始卵 泡向 初级卵 泡转化， 这种作用可被L I F 拮抗剂部分抑制; L IF还 能诱导颗粒细胞表达 S C F ，而对原始卵泡的颗粒细 第4 期田允波等: 哺乳动物原始卵泡生长启动的调控 胞生长增殖没有直接影响。由此推测L I F 可能通过 促进颗粒细胞产生S C F ， 间接启动原始卵泡的募集。 2 .2 . 6神经生长因 子伽G F ) 即 促神经生长素( N T ) , 是一类促进神经系统生长分化的细胞因子， 它通过 高亲和受体T r k 和 低亲和受体p 7 5 发挥作用。 研究 发现， N G F 基因缺失小鼠卵巢初级和次级卵泡显著 减少， 而原始卵泡无明显变

33、化; 进一步分析颗粒细胞 分裂活性显示， 基因缺失小鼠颗粒细胞增殖显著降 低。 因此推测N G F 可能通过促进颗粒细胞增殖来启 动原 始卵 泡的 生 长 ( D i s s e n e t a l ., 2 0 0 1 ) 。 研究N G F 及其受体在妊娠中期人胎儿卵巢中的表达时发现 ( A n d e r s o n e t a l . , 2 0 0 2 ) , N T 4 m R N A主要表达在卵原 细胞和原始卵泡的颗粒细胞， 而卵母细胞表达相对 较少; 免疫组化发现N T 4 蛋白主要表达在颗粒细 胞， T r k 受体蛋白 见于各个发育阶段的卵母细胞， 提 示在人原始卵泡发育关

34、键时期， 卵母细胞与体细胞 之间 存在着N G F 介导的信息传递途径， 并且很可能 对原始卵泡的生长发动起着非常重要的调节作用。 2 .2 .7生长分化因子一 9 ( G D F - 9 ) G D F - 9 属于转移 生长因 子一 R ( T G F - 0)/ 激活素( a c t i v i n ) 家族， 可通过 与丝氨酸一 苏氨酸受体结合， 激活M A P K系统而发 挥活性( H a y a s h i e t a l ., 1 9 9 9 ) 。 小鼠、 大鼠 和人初级卵 泡中的卵母细胞都可表达G D F - 9 ， 但原始卵泡中的 卵母细胞不表达G D F - 9 ;在绵羊

35、和牛中， G D F - 9 信 号在原始卵泡阶 段便出 现( V i tt a n d H s u e h , 2 0 0 1 ) ， 而 G D F - 9 的受体为骨形成蛋白 受体一 II，表达于颗粒 细胞( V i tt e t a l . , 2 0 0 2 ) . G D F - 9 的调控早期卵母细胞发育， 它既可直接 促进颗粒细胞的增殖和分化，同时又可通过领抗 F S H对颗粒细胞的阳性作用， 精确地调节颗粒细胞 的增殖和分化。 G D F - 9 对卵泡发育作用的直接证据 源于对 G D F - 9 基因缺失小鼠的研究。 G D F - 9 基因缺 失小鼠卵巢原始卵泡无明显异

36、常，可以向初级卵泡 生长转化， 但发育停留在初级卵泡阶段， 卵泡膜细胞 缺乏， 最终导致卵母细胞死亡( A l b e r t i n i e t a l ., 1 9 9 6 ; E l v i n e t a L , 1 9 9 9 ) 。 新生小鼠 注射重组G D F - 9 仅i tt e t a l . , 2 0 0 0 ) , 1 0 d 后卵 巢 重 量 增 加， 初 级卵 泡和 小腔 前 卵泡数量分别增加了3 0 % 和6 0 %， 原始卵泡数量减 少了 2 9 %。体外培养人卵巢经 G D F - 9作用后 ( H r e i n s s o n e t a l . ,2

37、0 0 2 ) ， 原始卵泡减少， 初级和次级 卵泡明显增加。推测， G D F - 9 可能通过促进初级卵 泡向腔前卵泡生长发育， 间接影响原始卵泡募集过 程。 H a y a s h i e t a l . ( 1 9 9 9 ) 在体外实验中发现G D F - 9 能促进早期初级卵泡的发育，而对原始卵泡的发育 没有影响; 而提高初级卵泡的发育进程， 也可以使原 始卵 泡 数进人生长池的 数量增加( H ir s h fi e l d , 1 9 9 6 ) 0 因此， 也可能G D F - 9 诱导原始卵泡募集的作用， 是 通过促进初级卵泡的发育进程来实现的。 最近发现， 体外培养条件下

38、， G D F - 9 能够激活人和小鼠颗粒细 胞转化生长因子信号途径蛋白S m a d 2 ， 促进颗粒细 胞分泌抑制素 ( R o h e t a l ., 2 0 0 3 ; K a iv o - O j a e t a l ., 2 0 0 3 ) 0 目 前，又在原始卵泡发现一种新的基因产物 G D F - 9 p， 又称骨形成蛋白一 1 5 伪 o n e m o r p h o g e n e t i c p r o t e i n - 1 5 , B M P - 1 5 ) ， 可 促进颗粒细 胞的 增 殖( M a n o - v a e t a l . , 1 9 9 3

39、; T i s d a l l , 1 9 9 7 ) ， 并反向 调节卵母细胞 的 生长( L a i t i n e n e t a L , 1 9 9 8 ; D u b e e t a L , 1 9 9 8 ) o 2 .2 .8 胰岛素样生长因子( I G F ) 家族I G F 家族包 括I G F - I , I G F - II， I 型、 II 型受体以及6 种I G F 结 合蛋白 ( I G F B P ) 。 研究证实， I G F - I 可促进颗粒细胞 和膜细胞的增殖和分化，同时介导雄激素促进卵泡 生长和膜层细胞发育， 雄激素通过促进原始卵泡卵 母细胞表达I G

40、F - I 、 I G F - II 和I G F - I 受体参与原始 卵泡生长起始过程。将小鼠I G F - I 基因敲除后， 发 现I G F - I 能引起卵泡在无腔卵泡期或有腔卵泡早 期停止发育，且不排卵，此类小鼠也没有青春期 ( B a c h e l o t e t a l ., 2 0 0 2 ) 。提示I G F S 可能对卵泡发生 具有启动作用。 3 原始卵泡细胞连接 组成原始卵泡的细胞( 卵母细胞和颗粒细胞) 之 间建立了 非常广泛的细胞连接， 这些细胞连接参与 卵泡细胞之间的信息传递和原始卵泡募集的调控。 细胞粘附对于细胞的生长分化起着非常重要的 调节作用。 研究发现，

41、 粘附分子E 一 钙粘素( E - c a d - h e r i n ) 在原始卵泡和早期初级卵泡的卵母细胞和颗 粒细胞表达，随着原始卵泡生长发动， E 一 钙粘素首 先在卵母细胞， 随后在颗粒细胞表达消失; 同样P - 钙粘素( P - c a d h e r i n ) 表达于原始卵泡的 颗粒细胞和卵 母细胞， 但是在腔前卵泡的卵母细胞减少或者消失 ( M a c h e l l e t a l ., 2 0 0 0 ; 2 0 0 2 ) 。 钙粘素蛋亡 粕三 原始卵泡 的表达及其变化提示， E 一 钙粘素和P 一 钙粘素可能 参与早期卵泡生长启动的调节。 连接蛋白( c o n n

42、e x i n , C X ) 是构成细胞间缝隙连 接的主要成分和标志物。 C X 4 3 在原始卵泡不表达， 但在初级、次级以及腔前卵泡的颗粒细胞表达; C X 2 6 出现在原始卵泡、初级和次级卵泡以及健康 腔前卵泡的颗粒细胞及泡膜细胞 ( A c k e r t e t a l ., 2 0 0 1 ) 。进一步观察发现， 连接蛋白 亚单位在幼年和 成 年 小鼠 卵 巢内 的 表 达， 并 且 从 原 始卵 泡 到 排卵 前 卵泡各个阶段均有表达，而且不同亚单位出现在卵 农 业 生 物 技 术 学 报2 0 0 6年 泡的不同部位， 并与卵泡生长阶段有关。因此， 多数 学者认为缝隙连接有

43、可能对原始卵泡生长转化起调 节作用。 4 原始卵泡细胞之间相互作用 原始卵泡的细胞( 卵母细胞和颗粒细胞) 之间 存 在多种信息传递途径。一类是以卵巢局部的活性因 子为介质， 通过旁分泌机制调节卵泡细胞之间相互 作用， 从而启动原始卵泡持续分批从静止状态进人 生长成熟周期。 另外， 原始卵泡细胞之间建立了多种 类型的细胞连接， 也是细胞之间相互传递信息的途 径， 同样参与调节原始卵泡的生长发动。 原始卵泡的细胞之间信息传递和调节是双向 的。 卵 母细 胞 通过产生细 胞因 子 ( 如G D F - 9 , B M P 等) 调节颗粒细胞生长分化; 同样颗粒细胞通过S C F 等作用于卵母细胞，

44、 启动原始卵泡募集。E p p i g e t a l. ( 2 0 0 2 ) 将次级卵泡的卵母细胞取出 植人到原始卵 泡内， 结果原始卵泡生长加速， 卵泡颗粒细胞生长分 化加快， 而且卵母细胞发育正常， 能够受精形成胚 胎; 提示卵泡细胞之间的相互作用对于原始卵泡生 长发育非常重要， 而且在这种相互作用过程中 卵母 细胞处于主导地位。在体外培养小鼠卵泡细胞发现 ( O t s u k a 和S h i m a s a k i , 2 0 0 2 ) ， 卵母细胞产生B M P - 1 5 促进颗粒细胞表达S C F ， 而颗粒细胞产生的S C F 反 过来能够抑制卵母细胞表达B MP -

45、1 5 ， 二者之间形 成负反馈调节系统。表明不但细胞之间信息传递和 调节是双向的、 相互的， 而且多种信息传递途径之间 相互交叉， 形成复杂的调节网络。 体外培养研究表明， 将不成熟的卵母细胞与颗 粒细胞分离培养， 二者均不能生长; 而共培养时， 卵 母细胞与颗粒细胞会自 动形成间隙连结， 这与它们 在卵 泡中 的 空间 结 构相似 ( T s a fr ir i , 1 9 9 7 ) 。 在 次级卵 泡中的卵母细胞一 颗粒细胞间隙连接处发现了间隙 连接蛋白C X 3 7 ， 缺乏C X 3 7 的小鼠卵泡不能正常 生长发育， 虽然这些卵泡中的卵母细胞透明带和颗 粒细胞形态都正常， 但是卵

46、母细胞 一 颗粒细胞间通 讯被阻断， 卵母细胞不能进行正常的成熟分裂， 也不 能调控颗粒细胞L H R 、 类固醇激素的合成以及颗粒 细 胞的 堆积 ( S im o n e t . 1 ., 1 9 9 7 ) . 5 其它因素 S t e e l 因子( s t e e l f a c t o r ) 在被启动募集的原始卵 泡颗粒细胞中高度表达， 它的受体c - k i t 是一个酪氨 酸蛋白 激酶受体， 属于胎盘来源的生长因子受体家 族， 卵 母细 胞和 卵 泡 膜细 胞 都 表 达c - k i t( B e d e l l e t a l ., 1 9 9 5 ) 。 用点突变完全抑

47、制小鼠S t e e l 因子或c - k i t 基 因的表达， 卵泡的生长停止在初级卵泡阶段; 若部分 抑制S t e e l 因子或。 - k i t 基因的表达， 则有少量卵泡 可发育至有腔卵泡， 并发生排卵紊乱， 卵母细胞没有 受精能力( B e d e l l e t . 1 . , 1 9 9 5 ) 。对新生小鼠 注人外源 c - k i t 抗体后也发现卵泡发育紊乱 ( Y o s h i d a e t a l . , 1 9 9 7 ) . 卵泡卵母细胞和颗粒细胞分泌的其它一些因子 如p R b , W T 1 等也可能参与调节原始卵泡早期发 育。 人类原始卵 泡卵母细胞

48、核内 存在很强的p R b 免 疫染色活性， 而前体颗粒细胞染色较弱; 卵泡起始生 长后卵母细胞p R b 染色变弱， 而颗粒细胞p R b 染色 增强。 推测卵母细胞核内 高水平表达的p R b ， 可能 诱 导卵母细胞分泌抑制颗粒细胞生长的因子。大鼠 原 始卵泡、初级卵泡和早期次级卵泡均存在WT 1 蛋 白， 并且在原始卵泡中 表达量最高，随着卵泡的发 育， 其表达量开始降低， 因此认为WT 1 是早期未成 熟卵泡的标志。 WT 1 可抑制一些促进卵泡早期发育 的因子如I G F 及其受体的表达， 并可和另一个肿瘤 抑制基因产物P 5 3 协同抑制卵泡颗粒细胞的增殖， 诱导细胞凋亡。由此推

49、测WT 1 可能对卵泡早期发 育有抑制作用。 此外， 卵母细胞分泌的一些因子如B c l - X系列 和W T - 1 , P 5 3 与F as及其配体的作用相反， 可抑制 卵母细胞和颗粒细胞发生凋亡。 B c 1 - 2 基因缺陷型小 鼠原始卵泡数量显著减少，而B e 一高表达转基因 小鼠 原 始 卵 泡 贮 存 量 显 著 增加 ( F la w s e t a , 1 9 9 7 ) , 卵 泡闭锁率显著降低。 5 结语 原始卵泡的生长启动过程受诸多旁分泌和自 分 泌因子的影响， 而且由卵母细胞、 颗粒细胞和卵泡 膜细胞构成的细胞间联系和通讯， 对于卵母细胞的 生长、 成熟分裂以及卵泡的发育至关重要， 这种微循 环的稳定是卵泡发育所必需的。目 前对原始卵泡生 长启动的机制还不完全清楚， 所涉及的诸多因素在 卵巢内细胞定位、发生时相以及相互作用仍未完全 阐明， 尚需进一步研究。 参 考 文 献 A a l t o n e n J , L a i t i n e n M P , V u o j o l a t i e n K , B y s k o v A G a n d H o y - e r P E . H u m a n g ro w t h d i ff e r e n t i a t i o n