通过调低内部循环系统 人类卵子可以保持活力数十年

新研究表明，通过调低内部循环系统，人类卵子可以保持活力数十年。科学家对100多枚新鲜捐赠的卵子进行了研究，发现减缓蛋白质分解有助于减少可能损害DNA的有害副产物。卵子还会在排卵前进行最后的“春季大扫除”，排出废物并重新排列关键成分以保持质量。

人类卵子是人体寿命最长的细胞之一，它们通常会在被调用之前保持数十年的休眠状态。发表在《欧洲分子生物学组织杂志》上的一项新研究表明，随着这些细胞的成熟，它们会主动降低其内部废物处理机制的活性。这种减慢似乎是一种进化适应，旨在长期保持低代谢水平，并最大限度地减少细胞损伤。

“通过观察一百多个新鲜捐赠的卵子（这是同类数据库中最大的数据集），我们发现了一种令人惊讶的极简策略，可以帮助细胞在很多年内保持原始状态，”该研究的通讯作者、巴塞罗那基因组调控中心 (CRG) 组长 Elvan Böke 博士说。

女性出生时拥有一到两百万个未成熟的卵子，到更年期时，数量会逐渐减少到几百个。每个卵子必须保持良好状态长达50年才有机会参与生殖。这项研究揭示了这些细胞如何能够如此长时间地保持完整性。

在每个细胞内，蛋白质循环都是一项至关重要的“家务”任务。溶酶体和蛋白酶体负责这项工作，分解老化或受损的蛋白质。然而，这个过程会消耗能量，并会产生活性氧(ROS)，这是一种能够破坏 DNA 和细胞膜的有害分子。研究人员在本研究中没有直接测量 ROS，但他们提出，通过降低蛋白质循环的速度，卵子可以限制 ROS 的产生，同时仍能进行足够的基本维持生命活动。

这一发现与该团队于2022年发表的早期研究一致，该研究发现人类卵母细胞会故意绕过一个关键的代谢反应，以进一步减少活性氧（ROS）的产生。两项研究共同表明，卵子会采用多种策略来降低代谢活动，并尽可能长时间地保护自己免受损害。

未成熟的人类卵母细胞经固定并用细胞内细胞器标记物进行免疫标记。线粒体显示为橙色，内质网显示为淡紫色，肌动蛋白细胞骨架显示为绿色。DNA显示为浅蓝色。图片来源：Gabriele Zaffagnini/基因调控中心

这一发现源于巴塞罗那生育诊所Dexeus Mujer收集了21名19至34岁健康捐献者的100多枚卵子，其中70枚为已准备好受精的卵子，30枚为尚未成熟的卵母细胞。他们利用荧光探针追踪了活细胞中溶酶体、蛋白酶体和线粒体的活性。这三种活性的读数都比卵子自身周围的支持细胞低了约50%，并且随着细胞成熟，读数还会进一步下降。

实时成像显示，在排卵前的最后几个小时，卵子会将溶酶体喷射到周围的液体中。与此同时，线粒体和蛋白酶体迁移到细胞外缘。“这是一种我们之前不知道人类卵子还能做到的‘春季大扫除’，”第一作者加布里埃尔·扎法尼尼博士说道。

这项研究是迄今为止规模最大的直接从女性体内采集健康人类卵子的研究。迄今为止，大多数实验室研究依赖于在培养皿中人工成熟的卵子，然而这种体外成熟的卵母细胞通常表现异常，并可能导致体外受精结果较差。

这项研究或将催生新的策略，以提高全球每年数百万例试管婴儿（IVF）的成功率。“不孕不育患者通常会被建议服用一些补充剂来改善卵子代谢，但目前尚无证据表明这些补充剂对妊娠结果有任何益处，”Böke博士说道。

她补充道：“通过观察新鲜捐赠的卵子，我们发现证据表明，相反的方法，即维持卵子自然平静的新陈代谢，可能是保持卵子质量的更好方法。”

该团队目前计划检查来自老年捐赠者和失败的 IVF 周期的卵子，以查看细胞废物处理单元活动的限制是否因年龄或疾病而失效。

编译自/scitechdaily