香港大学深圳医院Aging Cell揭示红景天苷通过增强线粒体自噬改善育龄小鼠卵母细胞活性

越来越多的研究报道了各种补充剂，包括烟酰胺单核苷酸、亚精胺、辅酶Q10、MitoQ、BGP-15、C型利尿钠肽、槲皮素和N-乙酰-l-半胱氨酸，可以通过改善线粒体功能来增强卵泡发生和/或卵母细胞质量；然而，数据有限。迄今为止，还没有批准的针对卵巢衰老的药物。因此，迫切需要了解生殖衰老的机制并制定缓解和治疗策略。

红景天苷是红景天根中的主要活性成分之一，是一种低毒、副作用少的中药。红景天苷被认为是预防和治疗高原病的有效药物。最近的研究表明，它还具有多种药理作用，包括抗衰老、抗氧化、抗炎和抗病毒特性。红景天苷补充剂已被证明可以延长Nothobranchius guentheri鱼的寿命，逆转人类皮肤成纤维细胞的过早衰老，并对阿尔茨海默病和帕金森病具有有益作用。从机制上讲，红景天苷似乎可以调节 IGF、mTOR、AMPK 和 Sirtuins 来调节衰老。

2025年1月9日，香港大学深圳医院王天任教授团队在Aging Cell在线发表题为“Salidroside Improves Oocyte Competence of Reproductively Old Mice by Enhancing Mitophagy”的文章。红景天苷通过维持正常的纺锤体/染色体结构和线粒体功能，提高了育龄小鼠卵母细胞的成熟、受精和发育能力。红景天苷通过增强线粒体自噬恢复生殖老年小鼠的卵母细胞质量。

摘要

高龄产妇卵母细胞质量下降对女性生育能力产生不利影响。然而，对于提高育龄妇女卵母细胞质量的治疗选择及其机制的知识有限。在本研究中，我们证明了补充红景天苷可以改善育龄小鼠的卵母细胞质量。红景天苷通过维持正常的纺锤体/染色体结构和线粒体功能，提高了育龄小鼠卵母细胞的成熟、受精和发育能力。卵母细胞转录组和微蛋白质组学分析表明，红景天苷通过增强线粒体自噬恢复生殖老年小鼠的卵母细胞质量。本研究为红景天苷改善自然生育或辅助生殖条件下育龄女性卵母细胞质量提供了新的理论基础。

1 红景天苷改善卵泡发生、卵母细胞发育能力和衰老小鼠的生育能力

为了进一步研究红景天苷对育龄（10月龄）小鼠卵母细胞的影响，我们通过腹腔注射给予红景天苷或PBS，持续14日（图1A）。超排卵后，治疗组获得的总排卵卵母细胞数与旧对照无差异（图1B）；然而，在红景天苷注射组中，外观健康、未变性的MII卵母细胞数量显著较高（图1C）。为了评估红景天苷治疗后卵母细胞的发育潜能，我们进行了IVF（图1D）。红景天苷提高了育龄小鼠的受精（图1E）和囊胚发育率（图1G）。各组间的双细胞胚胎发育率无差异（图1F）。红景天苷处理导致继发性和窦状卵泡数量增加，闭锁卵泡同时减少（图1H，I）。红景天苷还增加了育龄组每窝幼崽的数量和每只雌性的总幼崽数量（图1J，K）。综上所述，这些数据表明红景天苷可改善育龄小鼠的卵泡发生和卵母细胞发育能力。

图1红景天苷（Sal）治疗可改善育龄（10月龄）雌性小鼠的生育力

2.红景天苷可在体内提高生发囊泡卵母细胞的抗氧化能力和线粒体功能

我们测试了补充红景天苷对衰老卵母细胞线粒体功能的影响。红景天苷处理的育龄小鼠超排卵后GV卵母细胞数量没有显著变化(图2A-C)。然而，红景天苷治疗降低了育龄小鼠GV卵母细胞中的ROS水平（图2D，E）。红景天苷还显著提高了育龄小鼠GV卵母细胞的线粒体膜电位，JC-1试剂检测显示红色荧光增加（图2F，G）。

图2红景天苷（Sal）可改善育龄小鼠生发囊泡期卵母细胞的抗氧化能力和线粒体功能

3.红景天苷在体外可促进卵母细胞成熟并增强线粒体功能

我们研究了体外补充红景天苷对卵母细胞质量的影响（图3A）。红景天苷改善育龄小鼠GV卵母细胞的生发囊泡破裂（GVBD）（图3B，C）和第一极体（PB）的排出（图3D，E）。红景天苷处理的育龄小鼠显示纺锤体形态改善，染色体错位的成熟卵母细胞数量减少（图3F-H）。此外，与育龄小鼠相似，红景天苷确保了卵泡膜下皮质颗粒的聚集（图3I，J）。这表明红景天苷也可能对卵母细胞的细胞质成熟有影响。考虑到对剥除（即无卵丘细胞）卵母细胞进行常规IVF的效率低，并且为了排除引入精子基因组对胚胎发育的影响，我们使用孤雌激活来测试获得的成熟卵母细胞的发育能力（图3K）。红景天苷提高2PN和囊胚发育率，减少胚胎变性（图3L-N）。

图3 红景天苷（Sal）改善育龄小鼠卵母细胞体外成熟（IVM）

IVM期间红景天苷处理减少了具有不规则聚集线粒体的育龄小鼠卵母细胞的数量（图4A，B）。红景天苷处理后，MitoTracker Red荧光强度增加，表明线粒体生物发生改善（图4A，C）。治疗后Opa1、Mfn1、Mff和Fis1的转录水平也显著升高，提示线粒体动力学改善（图S2）。此外，红景天苷降低了ROS水平（图4D，E），提高了ATP水平（图4I）和线粒体膜电位（图4G，H），并增加了老龄小鼠卵母细胞的线粒体DNA数量（图4F）。

图4 红景天苷增强卵母细胞体外成熟（IVM）过程中线粒体功能

5.转录组学和微蛋白质组学分析揭示自噬是红景天苷处理的老龄小鼠卵母细胞中受调节的主要途径之一

为了分析红景天苷提高育龄小鼠卵母细胞质量的机制，我们对体内治疗14天后的卵母细胞进行了转录组和微蛋白质组学分析。转录组的热图分析表明，红景天苷部分恢复了育龄小鼠GV卵母细胞的基因表达变化（图5A）。进一步的分析表明，与对照组育龄小鼠相比，红景天苷治疗组有388个基因上调，534个基因下调。在MII卵母细胞比较组中，共有3296个基因显著差异表达（180个上调，3116个下调）。在GV和MII卵母细胞比较组中，自噬和线粒体自噬均位于差异表达基因的顶级富集通路中（图5B）。GV卵母细胞的微蛋白质组学分析表明，红景天苷处理改变了89个蛋白质的水平：63个蛋白质表达上调，26个蛋白质表达下调（图5C）。自噬再次位于主要改变的通路之列（图5D）。通过对转录组和蛋白质组的多组学关联分析，我们发现自噬是GV卵母细胞转录组和微蛋白质组分析中最富集的通路（图5E）。差异表达基因和蛋白的相互作用网络表明，包括Tax1bp1、Nbr1、Pink1和Prkn在内的线粒体自噬相关基因存在于Cluster1网络中（图5F）。这些数据表明，红景天苷至少部分通过调节线粒体自噬来提高卵母细胞的活性。

图5 卵母细胞的转录组和微蛋白质组学分析揭示了Sal调节的通路

5.红景天苷改善育龄小鼠卵母细胞的线粒体自噬

为了确定红景天苷对衰老卵母细胞线粒体自噬的影响，我们首先分析了线粒体自噬相关基因（PINK1， PARKIN和LC3B）的蛋白水平。体内红景天苷处理后收集的GV卵母细胞与年龄匹配的生育年龄较老的对照相比，线粒体自噬相关基因PINK1、PARKIN和LC3B的蛋白水平升高（图6A）。然后，我们使用RT-qPCR评估线粒体自噬促进基因nbr1、Rabgef1、Tbk1和tax1bp1的表达。在红景天苷处理的卵母细胞中，Nbr1、Rabgef1和Tax1bp1的mRNA水平显著升高（图6B）。这些结果进一步证明了红景天苷上调卵母细胞线粒体自噬促进基因的表达。在育龄小鼠卵母细胞中，红景天苷处理还增加了线粒体-溶酶体共定位，并显著增加了线粒体自噬相关荧光信号的水平，这是使用线粒体选择性ph敏感荧光染料检测到的，提示线粒体自噬改善（图6C-F）。

图6 红景天苷（Sal）治疗改善育龄小鼠卵母细胞的线粒体自噬

结论

在本研究中，我们研究了补充红景天苷是否改善生殖老年小鼠的卵母细胞发育潜能。我们的数据表明，补充红景天苷可以改善生殖老年小鼠卵母细胞的卵泡发生，生育力和成熟，受精和随后的胚胎发育潜能。红景天苷改善了育龄小鼠卵母细胞纺锤体/染色体排列、线粒体膜电位、线粒体和皮质颗粒分布，并降低了ROS水平。我们的转录组学和蛋白质组学分析表明，线粒体自噬增强是红景天苷在卵母细胞中的作用机制。

红景天苷通过增强线粒体自噬改善卵母细胞活力。衰老损害卵母细胞的线粒体自噬，导致线粒体功能障碍。红景天苷恢复线粒体稳态，降低ROS水平，提高卵母细胞发育能力。

Gu J, Hua R, Wu H, Guo C, Hai Z, Xiao Y, Yeung WSB, Liu K, Babayev E, Wang T. Salidroside Improves Oocyte Competence of Reproductively Old Mice by Enhancing Mitophagy. Aging Cell. 2025 Jan 9:e14475. doi: 10.1111/acel.14475.

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