2021年4月15日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院那潔課題組在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》雜志發(fā)表了題為“Fibrillarin-GFP Facilitates the Identification of Meiotic Competent Oocytes”的研究成果。研究顯示核仁纖維蛋白可以較簡(jiǎn)單地幫助鑒定具有更好減數(shù)分裂能力的卵母細(xì)胞，為卵母細(xì)胞質(zhì)量判斷提供了新的方法，具有潛在的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用價(jià)值。卵母細(xì)胞的成熟度直接影響減數(shù)分裂的效率和受精后胚胎發(fā)育潛能。根據(jù)核仁和周圍染色質(zhì)形態(tài)，可將卵母細(xì)胞分為SN和NSN階段。SN卵母細(xì)胞更為成熟，基因組轉(zhuǎn)錄停止，已準(zhǔn)備好進(jìn)入減數(shù)分裂；而NSN卵母細(xì)胞仍處于轉(zhuǎn)錄活躍狀態(tài)，減數(shù)分裂能力較差。本研究通過(guò)在生發(fā)泡（GV）時(shí)期的卵母細(xì)胞中顯微注射mRNA編碼的核仁纖維蛋白（Fibrillarin, FBL）的GFP融合蛋白，利用活細(xì)胞成像，根據(jù)核仁的形態(tài)分類后進(jìn)行體外成熟（圖1），并對(duì)第一次減數(shù)分裂前后的卵母細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，證明了核仁纖維蛋白（Fibrillarin, FBL）可以幫助鑒定具有更好發(fā)育潛能的卵母細(xì)胞。圖1. 顯微注射過(guò)表達(dá)FBL-GFP及卵母細(xì)胞體外成熟流程圖本研究證明了FBL-GFP核仁定位與內(nèi)源FBL和染色質(zhì)能很好對(duì)應(yīng)。根據(jù)FBL-GFP分類的NSN類型的GV oocytes核仁表面有大量核仁纖維蛋白簇（圖2），且轉(zhuǎn)錄活躍；而根據(jù)FBL-GFP分類的SN類型的GV oocytes核仁表面很少有簇狀核仁纖維蛋白，處于轉(zhuǎn)錄靜止?fàn)顟B(tài)；減數(shù)分裂恢復(fù)后，SN型GV oocyte的生發(fā)泡更快地破裂、第一極體更快地排出，這些都預(yù)示著更好的減數(shù)分裂能力和發(fā)育潛能更好的成熟卵子。此外，單個(gè)卵母細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析顯示，基于FBL-GFP分類的NSN和SN oocytes雖然在GV時(shí)期的轉(zhuǎn)錄組較類似，但第一次減數(shù)分裂后，二者差異明顯擴(kuò)大。在MII時(shí)期，NSN oocytes中DNA修復(fù)相關(guān)基因和發(fā)育相關(guān)基因均顯著下調(diào)，伴隨著代謝通路和表觀調(diào)控基因改變。免疫熒光染色表明NSN oocytes在不同成熟階段均有更多的DNA損傷標(biāo)志物gH2AX，這可能是其發(fā)育劣勢(shì)的原因之一。圖2. 活細(xì)胞狀態(tài)下，F(xiàn)BL在GV時(shí)期卵母細(xì)胞核仁表面呈現(xiàn)兩種不同形態(tài)清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院那潔副教授為該論文通訊作者，醫(yī)學(xué)院博士生王婷為本文第一作者。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院沈曉驊教授和那潔實(shí)驗(yàn)室博士生邱輝為本研究提供了很多幫助。本研究由國(guó)家干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究重點(diǎn)專項(xiàng)2017YFA0102802, 2019YFA0110001、清華-北京大學(xué)聯(lián)合生命科學(xué)中心、蛋白質(zhì)研究技術(shù)中心-細(xì)胞影像平臺(tái)等提供經(jīng)費(fèi)和測(cè)試儀器支持。參考文獻(xiàn)：Wang, T., and Na, J. (2021). Fibrillarin-GFP Facilitates the Identification of Meiotic Competent Oocytes. Frontiers in Cell and Developmental Biology 9, 753.
原文鏈接:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.648331/full
來(lái)源：清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院
