
随着载人航天、商业航天和深空探测的快速发展,太空特殊环境对人体健康的影响受到广泛关注。微重力环境会对人体骨骼、肌肉、免疫及代谢等多个生理系统产生影响,但该环境对人体生殖系统,尤其是女性生殖细胞的具体损伤机制仍有待深入研究。作为孕育新生命的核心细胞,卵母细胞长期停留在减数分裂前期的阻滞状态,对基因组稳定性、线粒体稳态和细胞骨架调控高度依赖,对外界特殊环境刺激十分敏感,这也让它成为太空环境中极易受损的关键生殖细胞类型,潜藏着较大的航天生殖健康风险。
近日,深圳理工大学药学院特聘教授、中国科学院深圳先进技术研究院医药所研究员、深圳市代谢与生殖靶向递送概念验证中心张键团队在Cell Communication and Signaling发表最新研究。团队前期研究已证实,模拟微重力(simulated microgravity, SMG)可干扰卵母细胞能量代谢和减数分裂进程,阻碍其正常发育成熟,本次研究则进一步聚焦SMG暴露下卵母细胞不同阶段的损伤特征及干预策略。
研究发现,SMG对卵母细胞的损伤具有阶段性特点:在减数分裂前期阻滞阶段,主要造成细胞DNA损伤;进入减数分裂成熟阶段后,则重点破坏线粒体正常功能、干扰纺锤体结构组装。褪黑素(melatonin, MLT)在本研究中可依照卵母细胞的不同发育阶段发挥针对性保护效果,且该保护作用大多不依靠经典MT1/MT2受体通路实现。

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该研究从卵母细胞不同发育阶段出发,揭示了SMG影响卵母细胞质量的阶段性机制,提示其损伤并非局限于单一时间点或单一通路,而是贯穿成熟前后不同阶段的连续应激过程。研究进一步提示,卵母细胞保护策略需要根据损伤发生阶段进行设计。MLT可在不同阶段发挥差异性保护作用,这一发现也为后续开展空间生殖风险评估、优化卵母细胞质量保护策略,以及探索特定应激条件下生殖细胞损伤干预提供了重要参考。

SMG诱导卵母细胞阶段性损伤,MLT提供阶段依赖性保护
张键、中国科学院深圳先进技术研究院医药所高级工程师杨雅莉和澳门大学健康科学学院助理教授Wakam Chang为共同通讯作者;张键课题组成员、澳门大学联合培养博士生高雨晴,以及葛磊博士和肖天霞工程师为共同第一作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市医学研究专项资金、深圳市科技创新局、深圳市代谢健康重点实验室、澳门科学技术发展基金、深圳市代谢与生殖靶向递送概念验证中心、深圳中欧创新医药与健康研究中心等项目和平台支持。感谢中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心雷晓华研究员提供微重力旋转培养仪器(RCCS)支持。
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来源:药学院责编:王璐审校:顾晨、张吟越、王之康
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