原文作者:Smriti Mallapaty
恢复年轻的卵子更容易产生健康的后代。
在哺乳动物的卵巢中,卵母细胞(未成熟的卵子)在卵泡中发育。来源:Don W. Fawcett/Science Photo Library
将老年小鼠的未成熟卵子放在年轻小鼠的卵巢结构中发育,能逆转这些卵子的衰老迹象[1]。
“你可以把它想象成给老年卵子做了一个五星级抗衰Spa。”该研究共同作者、新加坡国立大学(NUS)细胞生物学家李戎说。
这些恢复年轻的卵子在受精后发育成的胚胎,所产生健康幼崽的概率是在衰老环境中成熟的卵子的几乎四倍。该研究不久前发表于《自然-衰老》(Nature Aging)。
研究人员用移液管取出卵泡中的一个卵母细胞,并插入一个供体的卵母细胞,该细胞随即发育成熟。来源:HaiYang Wang et al./Nature Aging在哺乳动物的卵巢中,名为卵泡的卵巢结构中有一个发育中的卵子,名为卵母细胞。一旦成熟后,这些卵母细胞会变成卵子,准备好受精。但随着年龄衰老,卵母细胞的数量和质量都会下降。之前研究过卵母细胞衰老在不孕症中的作用[2],但李戎和她在新加坡国立大学同为细胞生物学家的同事Wang HaiYang关注的则是衰老的卵泡。
这项研究为卵泡能提高发育卵子质量提供了“首个坚实有力的证据”,英国牛津大学卵巢生物学家Suzannah Williams说,他们完成了“一次很棒的工作”。从老的到年轻的研究团队取出14月龄小鼠的卵母细胞——这些小鼠很快就不再有生育能力,并将这些卵母细胞置于2月龄小鼠的卵泡中——这些小鼠正值优质育龄期。然后,团队又将实验反过来做了一遍。
他们发现,在年轻卵泡中发育的老年卵母细胞,其质量比在老年卵泡中发育的更高。尤其是在这种年轻化处理后,这些卵母细胞的染色体异常减少了,线粒体功能提高了,它们的基因表达和代谢产物谱和年轻卵母细胞也更像了。
与此同时,在老年卵泡中发育的年轻卵母细胞出现了更多衰老迹象。
研究团队让这些卵子受精,并把它们移植到代孕小鼠体内。恢复年轻的卵母细胞比在老年卵泡中发育的老年卵母细胞更容易发育出幼崽。不过,其幼崽出生率并不如在年轻卵泡中发育的年轻卵母细胞。
李戎说,研究结果表明,卵母细胞衰老是部分可逆的,并且周围的细胞环境在这个过程中起了很重要的作用。更多连接研究团队进一步观察了哪些因素可能导致了卵母细胞的再生。连接卵泡和卵母细胞的管道状结构也称跨透明带突起(TZP),会输送重要分子用于滋养卵母细胞。研究团队发现,植入年轻卵泡的老年卵母细胞的TZP密度比植入老年卵泡的老年卵母细胞更高。
如果能转化用于人类,李戎认为这些结果或许能带来提高老年人群卵子质量的细胞疗法。
不过,Williams表示这种转化并不容易,因为很难获得足够的供体组织,并在实验室培养足够长的时间。不过她依然表示,“这是一次概念验证。”
参考文献:1. Wang, H. et al. Nature Aging https://doi.org/10.1038/s43587-024-00697-x (2024).2. Navot, D. et al. Lancet 337, 1375–1377 (1991).
原文Eggs from older mice regain youth when grown in young cells标题发表在2024年9月9日《自然》的新闻版块上
© natureDoi:10.1038/d41586-024-02872-x