NC | 体外成熟卵母中母源mRNA腺苷化缺陷

导读

女性不孕症正成为全球性问题，辅助生殖技术（ART）是有效治疗手段。体外成熟的第二次分裂中期（体外MII）卵母细胞被引入用于治疗多囊卵巢综合征（PCOS）和卵巢过度刺激综合征（OHSS）的患者。目前，体外MII卵母细胞广泛应用于生育诊所，并在保存生育能力方面有用。

自1991年和1994年分别有婴儿通过捐赠和母亲自身的体外MII卵母细胞出生以来，体外MII卵母细胞因其可行性和安全性受到关注。

研究表明，体外MII卵母细胞衍生的胚胎在发育、怀孕和出生方面的成功率低于体内成熟卵母细胞，这与其核和细胞质成熟缺陷有关。体外MII卵母细胞的细胞质成熟缺陷包括梭体位置变化和线粒体膜电位异常等。基因表达谱显示，体外MII卵母细胞中有超过2000个基因表达水平显著高于体内MII卵母细胞。

母体mRNA的去腺苷化依赖衰减在卵母细胞成熟中起关键作用，CCR4-NOT去腺苷酸酶及其适配器Btg4是重要调控因子。此外，编码CCR4-NOT去腺苷酸酶催化亚基的Cnot7和Cnot6l，以及Btg4是需要通过细胞质多腺苷酸化在小鼠卵母细胞成熟过程中翻译激活的休眠母体mRNA。

2024年7月2日，山东大学吴克良、中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆团队合作在Nature Communications上发表了一篇题为“Maternal mRNA deadenylation is defective in in vitro matured mouse and human oocytes”的论文，文章使用PAIso-seq技术对小鼠和人类的体内和体外MII卵母细胞进行全长转录组测序，发现体外MII卵母细胞的多腺苷酸尾去腺苷化受损，并且Btg4和Cnot7 mRNA的细胞质多腺苷酸化功能障碍，为提高辅助生殖技术中的体外MII卵母细胞质量提供了新的思路。

文章索引

【标题】Maternal mRNA deadenylation is defective in in vitro matured mouse and human oocytes

【发表期刊】Nature Communications

【发表日期】2024年7月2日

【作者及团队】山东大学吴克良、中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆团队

【IF】16.6

研究结果

一. 小鼠和人类体外MII卵母细胞中的母体基因表达异常

母体mRNA的去腺苷化和细胞质多腺苷化在卵母细胞成熟中至关重要。作者通过PAIso-seq分析小鼠和人类体内及体外MII卵母细胞，发现体外MII卵母细胞中的母体mRNA衰减受损，导致基因表达异常。

具体来说，小鼠和人类的体外MII卵母细胞中，许多基因的表达水平显著高于体内MII卵母细胞，表明这一缺陷在两种物种中是保守的。

二. 小鼠和人类体外MII卵母细胞中母体mRNA去腺苷化受损

在小鼠和人类的体外成熟MII卵母细胞中，母体mRNA的去腺苷化受损。这导致了转录本中多腺苷酸尾的累积，特别是20-100 nt长度的多腺苷酸尾，表明去腺苷化过程发生了缺陷。

三. 体外MII卵母细胞中Btg4和Cnot7的细胞质多腺苷化受损

体外成熟的MII卵母细胞显示与Btg4敲除细胞相似的mRNA去腺苷化受损，尽管程度较轻，表明去腺苷化机制可能受到调控失常。

CCR4-NOT去腺苷化酶及其适配蛋白BTG4在小鼠和人类卵母细胞成熟过程中对全局母体mRNA去腺苷化至关重要。

体外成熟的MII卵母细胞中，BTG4和CNOT7的细胞质多腺苷化明显受损，这导致它们的翻译水平显著降低。

这些结果提示，在体外成熟的MII卵母细胞中，mRNA去腺苷化受损与BTG4-CCR4-NOT复合物的功能缺陷密切相关。

总结

卵母细胞体外成熟是辅助生殖技术的一项关键技术。本文发现，与体内成熟相比，体外成熟的MII卵母细胞中存在数千个基因表达异常上调。使用PAIso-seq技术揭示，这种现象主要由于体外成熟的MII卵母细胞中母体mRNA的去腺苷化受损所致。具体而言，关键去腺苷化机制组件Btg4和Cnot7的细胞质多聚腺苷化受到抑制，导致它们的翻译减少，进而影响全局的母体mRNA去腺苷化过程。

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