2021年4月15日，清华大学医学院那洁课题组在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》杂志发表了题为“Fibrillarin-GFP Facilitates the Identification of Meiotic Competent Oocytes”的研究成果。研究显示核仁纤维蛋白可以较简单地帮助鉴定具有更好减数分裂能力的卵母细胞，为卵母细胞质量判断提供了新的方法，具有潜在的临床转化应用价值。卵母细胞的成熟度直接影响减数分裂的效率和受精后胚胎发育潜能。根据核仁和周围染色质形态，可将卵母细胞分为SN和NSN阶段。SN卵母细胞更为成熟，基因组转录停止，已准备好进入减数分裂；而NSN卵母细胞仍处于转录活跃状态，减数分裂能力较差。本研究通过在生发泡（GV）时期的卵母细胞中显微注射mRNA编码的核仁纤维蛋白（Fibrillarin, FBL）的GFP融合蛋白，利用活细胞成像，根据核仁的形态分类后进行体外成熟（图1），并对第一次减数分裂前后的卵母细胞进行单细胞转录组分析，证明了核仁纤维蛋白（Fibrillarin, FBL）可以帮助鉴定具有更好发育潜能的卵母细胞。图1. 显微注射过表达FBL-GFP及卵母细胞体外成熟流程图本研究证明了FBL-GFP核仁定位与内源FBL和染色质能很好对应。根据FBL-GFP分类的NSN类型的GV oocytes核仁表面有大量核仁纤维蛋白簇（图2），且转录活跃；而根据FBL-GFP分类的SN类型的GV oocytes核仁表面很少有簇状核仁纤维蛋白，处于转录静止状态；减数分裂恢复后，SN型GV oocyte的生发泡更快地破裂、第一极体更快地排出，这些都预示着更好的减数分裂能力和发育潜能更好的成熟卵子。此外，单个卵母细胞转录组分析显示，基于FBL-GFP分类的NSN和SN oocytes虽然在GV时期的转录组较类似，但第一次减数分裂后，二者差异明显扩大。在MII时期，NSN oocytes中DNA修复相关基因和发育相关基因均显著下调，伴随着代谢通路和表观调控基因改变。免疫荧光染色表明NSN oocytes在不同成熟阶段均有更多的DNA损伤标志物gH2AX，这可能是其发育劣势的原因之一。图2. 活细胞状态下，FBL在GV时期卵母细胞核仁表面呈现两种不同形态清华大学医学院那洁副教授为该论文通讯作者，医学院博士生王婷为本文第一作者。清华大学医学院沈晓骅教授和那洁实验室博士生邱辉为本研究提供了很多帮助。本研究由国家干细胞及转化研究重点专项2017YFA0102802, 2019YFA0110001、清华-北京大学联合生命科学中心、蛋白质研究技术中心-细胞影像平台等提供经费和测试仪器支持。参考文献：Wang, T., and Na, J. (2021). Fibrillarin-GFP Facilitates the Identification of Meiotic Competent Oocytes. Frontiers in Cell and Developmental Biology 9, 753.
原文链接:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.648331/full
来源：清华大学医学院
