控制性超排卵对线粒体损伤与ART卵子低发育潜能的关系研究

探索ART周期中卵子和胚胎高损失率的机制是当前生殖医学研究的重点。基于ART周期中非生理性控制性超排卵（COH）过程"恰巧"与卵浆内线粒体复制增殖的关键期相重合，考虑到mtDNA对环境的高敏感性以及线粒体在卵子/胚胎发育过程中特殊而重要的作用，我们提出假说：非生理性COH过程可造成线粒体数目/功能的损伤；这个损伤与人类ART卵子/胚胎高损失率存在着重要关联。本研究拟从三个层面论证该假说：1.分析COH过程对卵子mtDNA数目、结构和线粒体功能的影响；2.COH过程中不同细胞质成熟状况（即不同发育潜能）卵子，线粒体数目、结构和功能间有无差异；3.利用正反两模型："高潜能卵子人为可控的、特异性的线粒体光敏损伤"和"低潜能卵子外源补充足量线粒体"对卵子骨架、遗传结构和胚胎发育潜能的影响，以进一步分析线粒体损伤与卵子/胚胎发育潜能的关系。本课题的实施为探索ART卵子高损失率的机制提供了新思路。

过高的卵子损失率仍是当前人类辅助生殖技术（ART）所面临的最大问题。细胞质成熟不全或滞后于核成熟是ART周期卵子高损失率的重要原因。正常的线粒体结构和功能是细胞质成熟的重要标志。ART周期中，控制性超促排卵（COH）和卵子体外成熟（IVM）过程恰好处于胞浆线粒体急剧变化的时期。那么，非生理性的COH和IVM卵子成熟过程是否会对线粒体的数目/功能产生影响，进而干扰细胞质成熟？以及COH/IVM对线粒体功能状况的影响是否就是造成ART卵子高损失率的重要原因？. 本研究以小鼠为模型，一方面，模拟人COH和IVM操作，通过分析卵子线粒体的空间分布、mtDNA拷贝数、氧化磷酸化（OXPHOS）活性，以及与线粒体密切相关的活性氧和细胞骨架结构，评估COH/IVM过程对线粒体数目、功能、分布及卵子质量的影响；另一方面，为了验证细胞质成熟状况与线粒体数目、功能的关系，以BCB为桥梁，分析细胞质成熟状况和卵子线粒体的功能状况以及卵子发育潜能三者之间的关系。最后，通过线粒体光敏损伤和外源补充模型验证线粒体的作用机制；并进一步优化设计，应用特异性抑制线粒体的OXPHOS功能和mtDNA复制功能，建立线粒体功能抑制模型，分析线粒体影响卵子成熟、质量、受精和发育潜能的可能机制。.本课题得到如下结论：1．非生理性COH和IVM过程可显著影响卵子线粒体的功能，以及与之密切相关的ROS水平和纺锤体/染色体结构，继而可能影响卵子细胞质成熟。.2．外源Gn刺激会显著降低卵子mtDNA拷贝数、膜电位强度、ATP含量和纺锤体/染色体结构正常率。IVM过程则会显著降低mtDNA拷贝数和纺锤体/染色体结构正常率，增加ROS的生成。但IVM过程对线粒体膜电位强度和ATP含量没有显著影响。.3．线粒体的功能状况可较好反映卵子细胞质成熟和发育潜能；BCB分型可间接评估卵子线粒体功能和细胞质成熟状况，但仍需优化。.4．抑制OXPHOS功能和mtDNA复制功能对卵子成熟、质量和发育均有严重的影响，但这两者所产生的效应不完全相同。.5．线粒体的OXPHOS功能抑制对卵子的核成熟、线粒体分布、纺锤体/染色体结构及胚胎发育潜能均产生不利影响，但对卵子的成熟启动和体外受精能力没有直接影响。.6．线粒体DNA复制功能抑制主要对远期的胚胎发育潜能产生影响，对卵子成熟和受精没有显著意义的影响。