TACC3调节小鼠卵母细胞减数分裂的机制

TACC3，a member of the human transforming acidic coiled-coil (TACC) protein family，acts as a centrosome protein and is involved in the regulation of spindle assembly in mitosis; however, whether it participates in meiosis remains unclear. We have investigated its localization and function in mouse oocytes, found TACC3 associated with spindle pole and aster, and co-locolized with γ-Tubulin. Down-regulation of TACC3 would result in severe chromosome misalignment, spindle disruption, impaired localization of γ-Tubulin, a decrease in the first polar body extrusion rate and large polar body formation. Collectively, these data demonstrate that TACC3 is required for spindle organization in oocyte meiosis. In this project, we would establish TACC3 over-expression and TACC3F/FGDF9-Cre knockout mouse oocyte model and study the underlying mechanism that how TACC3 regulates oocyte meiosis. This research would improve the theoretical foundation for the treatment of the diseases regarding decreased oocyte quality and the development of assisted reproductive technology.

TACC3是有丝分裂中重要的纺锤体稳定和组织蛋白，位于中心体，但TACC3调控减数分裂的机制仍未阐明。我们以小鼠卵母细胞为模型，研究了TACC3调节减数分裂的机制，前期结果表明：在GVBD、MI、ATI和MII期，TACC3分布于纺锤体极和星状体，与γ-Tubulin共定位；降调TACC3，导致纺锤体和染色体异常、纺锤体极蛋白γ-Tubulin脱落、第一极体排出率下降和出现大极体；因此推测，TACC3是调控减数分裂的关键蛋白。本项目将利用体外TACC3-mRNA过表达、卵母细胞TACC3特异性基因敲除TACC3F/FGDF9-Cre模型小鼠，探讨TACC3精确调控卵母细胞减数分裂正确有序发生的分子机制。为辅助生殖技术的完善以及卵子发生异常相关疾病的诊治提供理论基础。

在项目执行期内，我们主要研究了TACC3调控小鼠卵母细胞减数分裂的分子机制，在卵母细胞减数分裂的GVBD、MI、ATI和MII等重要时期，TACC3分布于纺锤体极和星状体，与γ-Tubulin共定位；通过降调TACC3，纺锤体和染色体出现异常、纺锤体极蛋白γ-Tubulin脱落、第一极体排出率下降并出现大极体；通过体外TACC3-mRNA进行过表达实验，发现能够拯救一部分TACC3下调的表型；通过体内进行TACC3基因敲除实验，全敲小鼠胚胎发育受阻，无法完成全期妊娠；因此，通过已经得到的数据可以看出，TACC3是调控减数分裂的关键蛋白，但是其调控小鼠卵母细胞减数分裂的分子网络，仍需进一步探索。目前的工作观察到的SKAP2-Arp2/3-Actin信号通路在小鼠卵母细胞减数分裂过程中的调节机制，将为辅助生殖技术的完善以及卵子发生异常相关疾病的诊治提供理论基础。同时，针对环境雌激素愈加严重的情况下，我们研究了白藜芦醇能够应对环境雌激素对小鼠卵母细胞造成的损伤；同时开展了塑化剂邻苯二甲酸二丁酯对小鼠卵母细胞成熟及发育潜能的影响的实验；在以石墨烯为新材料代表日益改变人们的生活的环境下，我们研究了石墨烯量子点对小鼠卵母细胞成熟及子代发育影响；针对当前大气颗粒污染物在工业化的过程中日渐严重的情况下，我们开展了气道滴注PM2.5悬液对小鼠卵巢及其胚胎发育的影响。上述研究工作中，我们始终围绕小鼠卵母细胞减数分裂为研究的主线，为揭示小鼠卵母细胞减数分裂调节的分子机制奠定了基础，同时，也使我们充分认识到环境对卵母细胞发育影响的重要性，为提高人类卵子发育质量提供了充分的研究基础。