文章题目：Improvement of ovarian insufficiency from alginate oligosaccharide in mice

发表期刊：Journal of Functional Foods

影响因子：3.8

通讯单位：青岛农业大学生命科学学院

        当今社会，由于环境和心理的压力，女性生殖健康问题日益突出。统计报告显示，全球约有15%的育龄夫妇患有不孕症。褐藻胶寡糖（Alginate Oligosaccharide，AOS）因其在男性生殖系统发育中的作用而受到越来越多的关注。然而，AOS对卵巢发育的作用尚未进行研究。在本研究中，用Busulfan处理雌性小鼠以建立卵巢早衰模型。通过对生理盐水组、Busulfan处理组和AOS处理组的卵巢功能和卵泡发育情况进行比较分析，系统研究了AOS对卵巢功能不全的挽救作用及机制。

        首先，作者通过腹腔注射40 μg/kg剂量的Busulfan，对3周龄的ICR雌性小鼠进行卵巢早衰造模。随后，通过灌胃给药的方式，使用0，100，200和300 mg/kg剂量的AOS连续四周干预，用以评价AOS对卵巢早衰的挽救作用（Figure 1A）。研究发现，Busulfan处理的小鼠体重明显低于生理盐水组和AOS治疗组的小鼠（Figure 1B）。在给药期结束时，Busulfan处理组的卵巢重量显著低于未处理的生理盐水组小鼠和AOS治疗组的小鼠（Figure 1C）。除此之外，AOS治疗后，抗缪勒管激素（AMH）、促卵泡激素（FSH）和雌二醇（E2）水平相比于Busulfan处理组有了显著提升（Figure 4D）。这些结果表明，AOS改善了Busulfan处理造成的卵巢早衰。

Figure 1 AOS能够有效改善Busulfan造成的卵巢早衰

        由于AOS显著改善了Busulfan造成卵巢重量的变化，作者使用H&E染色研究了卵泡形态，以确定AOS治疗能否改善由Busulfan造成卵巢功能障碍。结果表明，与生理盐水组相比，Busulfan处理的卵巢出现萎缩，并且缺乏健康的卵泡。在经过AOS处理后，卵巢中观察到了含有典型卵母细胞的正常卵泡（Figure 2A and B）。Busulfan处理组的卵巢卵泡数量显著减少，在AOS治疗后，原始卵泡数量和生长卵泡数量也得到了一定程度的恢复（Figure 2C and D）

Figure 2 AOS改善了Busulfan处理后小鼠的卵泡发育情况

        在证明了AOS能够有效改善Busulfan造成的卵巢发育障碍基础上，作者继续研究了其改善卵巢发育的作用机制。WB结果显示，AOS治疗组中的BMP15、GDF9、LHX8和NOBOX表达水平显著高于Busulfan处理组（Figure 3）。这些蛋白在原始卵泡组装和卵巢储备过程中发挥着重要作用。

Figure 3 AOS改善了Busulfan造成的卵泡发育关键蛋白表达水平的下调

        为了继续探究AOS对卵母细胞成熟的影响，作者将实验小鼠生发泡（GV）卵母细胞在体外培养，并分别计算生发泡破裂（GVBD）率和第一极体（MII）率（Figure 4A）。结果表明，Busulfan处理组中处于GVBD和MII期的卵母细胞比例显著降低；AOS治疗组中处于GVBD和MII期的卵母细胞比例显著增加（Figure 4B and C）。这些结果表明，AOS可以挽救Busulfan对卵母细胞成熟的损伤。此外，卵母细胞中异常的纺锤体组装可导致减数分裂异常并导致非整倍性。作者继续研究了Busulfan对卵母细胞中纺锤体组装的影响。对卵母细胞进行了染色发现，与对照组相比，Busulfan处理组的纺锤体形态更不规则，极纺锤体不能正常形成。而AOS治疗组的纺锤体形态更规则，纺锤体形成正常（Figure 4D），这表明AOS可以通过维持纺锤体的正常形态来保护卵母细胞的正常发育。

Figure 4 AOS 对卵母细胞成熟的影响

        组蛋白的表达对卵母细胞发育非常重要，为了探究AOS处理对卵母细胞GV期组蛋白修饰的影响，作者最后检测了卵母细胞中H3K9me3和H3K4me3的变化（Figure 5A and 6A）。免疫荧光和蛋白质印迹结果表明，Busulfan处理组的H3K9me3和H3K4me3免疫荧光强度显著降低。除此之外，与Busulfan处理组相比，AOS治疗组的H3K9me3和H3K4me3免疫荧光强度显著增加，这与蛋白质印迹的结果一致。这项研究表明，AOS通过维持卵母细胞的组蛋白甲基化修饰，促进卵母细胞的发育。

Figure 5 AOS提高了卵母细胞中H3K9me3的修饰水平

Figure 6 AOS提高了卵母细胞中H3K4me3的修饰水平

        总结：

        在这项研究中，作者使用Busulfan处理雌性小鼠建立了卵巢早衰模型。通过对AOS治疗组的卵巢功能和卵泡发育进行比较分析，探讨了AOS对卵巢功能不全的挽救作用及机制。研究发现，在小鼠模型中，Busulfan处理诱导的卵巢早衰表型在给予AOS治疗后获得显著改善。AOS处理导致生殖激素水平恢复，卵泡发育相关关键蛋白表达上调，卵母细胞成熟和组蛋白甲基化修饰恢复。这为预防卵巢和卵母细胞质量下降提供了一种新颖治疗方法。

        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jff.2022.104995

作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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