阅读笔记4：Metabolic co-dependence of the oocyte and cumulus cells: essential role in determining oocyte

Metabolic co-dependence of the oocyte and cumulus cells: essential role in determining oocyte developmental competence
作者：Dulama Richani, Kylie R Dunning, Jeremy G Thompson, Robert B Gilchrist
发表期刊：Human Reproduction Update
发表时间：06 October 2020

卵母细胞与卵丘细胞的代谢共依赖性：决定卵母细胞发育能力的关键作用

摘要

背景

摘要首先指出，在卵泡的滤泡腔内，卵母细胞依赖其周围的体细胞（即卵丘细胞）提供代谢支持。卵母细胞的发育能力（即卵母细胞的质量）与代谢紧密相关。过去十年里，科学家在理解卵母细胞-卵丘细胞复合体（COC）在滤泡生长和成熟的最后阶段的代谢过程方面取得了显著进展。某些代谢条件（如肥胖）或辅助生殖技术（如体外成熟，IVM）扰乱了COC的代谢，为代谢调控卵母细胞质量提供了洞见。

目标与理念

这篇综述的目标是提供关于COC代谢的最新进展，以及影响卵母细胞减数分裂和发育能力的代谢条件。

搜索方法

作者使用PubMed数据库搜索了同行评审的原始研究和综述文章，采用“卵母细胞代谢”、“卵丘细胞代谢”、“卵母细胞成熟”、“卵母细胞线粒体”等关键词。

结果

代谢是决定卵母细胞质量的主要因素。葡萄糖对COC的减数分裂和细胞质成熟至关重要。葡萄糖是推动卵丘细胞代谢的动力，对于能量产生、细胞外基质形成以及向卵母细胞提供用于ATP产生的丙酮酸都是必不可少的。卵母细胞内的主要ATP产生源是线粒体。最新的实时活细胞成像技术揭示了卵母细胞成熟过程中ATP需求的动态变化。卵丘细胞通过隙间连接通信为卵母细胞提供代谢支持，在维持适当的卵母细胞ATP水平方面发挥核心作用。新的研究强调了卵母细胞脂质代谢对氧化磷酸化ATP产生、减数分裂进展和发育能力的重要性。在过去的十年中，提高体外成熟卵母细胞发育能力的几种新策略已经出现，包括循环核苷酸的调节、抗氧化剂谷胱甘肽前体的添加、以及如表皮生长因子样肽和生长分化因子9/骨形态发生蛋白15等内源性成熟介质的添加。这些IVM添加剂对COC的代谢终点产生了积极的影响，这些终点通常与卵母细胞的能力相关。在研究COC代谢方面仍然存在显著挑战。由于缺乏非侵入性或原位评估代谢的技术，大多数研究至今使用体外或体外模型。此外，分别测量仍在复合体中的卵母细胞和卵丘细胞的代谢的困难导致了经常使用去卵丘的卵母细胞，其结果应谨慎解读，因为卵母细胞和卵丘细胞代谢上相互依赖，而且卵母细胞在受精后才自然存在于裸露状态。出现了一些新工具，包括活体荧光成像和光子探针，可能提供了测量单个卵母细胞代谢动态的方法，甚至可能在原位进行。

更广泛的影响

卵母细胞代谢与卵母细胞发育能力之间存在关联。提高我们对调节卵母细胞代谢的基本细胞和生化机制的理解可能会发现新的途径来增强卵母细胞质量，并评估辅助生殖中的发育潜能。

引言

引言部分阐述了卵母细胞与邻近的体细胞之间相互依赖的关系。卵母细胞和卵丘细胞通过跨区投射相连，形成了所谓的卵母细胞-卵丘细胞复合体（COC）。此外，卵丘细胞相互连接，并与壁细胞连接。细胞间膜通道，称为隙间连接，与这些投射相关联，允许小分子调节因子和代谢物在整个卵泡/卵丘细胞部门与卵母细胞之间的物理转移。此外，卵母细胞分泌旁分泌因子来调节其邻近的卵泡/卵丘细胞的生物功能。在没有卵丘保护层或在隙间连接抑制剂存在下体外成熟的卵泡卵母细胞表现出扰乱的代谢，并且在支持受精和后续胚胎发育的能力上较差。同样，在没有卵母细胞的情况下，卵丘细胞在代谢上不是完全能力的，代谢驱动的过程，如卵丘扩张，被扰乱甚至被阻止。这种共依赖性至少部分是由两个隔间的代谢共依赖性所致。卵泡卵母细胞和周围卵丘细胞展示出不同的代谢需求和活动。卵母细胞在获取葡萄糖、胆固醇和某些氨基酸方面的能力有限，因为它们缺乏相应的转运蛋白表达。相反，卵母细胞依赖卵丘细胞代表它摄取葡萄糖，并