FSH调节卵母细胞GSH合成的分子机制

Glutathione(L-Υ-gultamyl-L-cysteinyl-glycine,GSH) plays critical roles in protecting oocyte from oxidant injury,participates in male pronucleus formation and amino acids transport. In reproduction,the intra-oocyte level of glutathione has been used as an index of ooplasmic maturation.Our initial trials found FSH regulate oocyte GSH synthesis and cytoplasmic maturation by improve glutamate cysteine ligase(GCL) expression,but the mechanisms by which gonadotroins modulate GCL subunit expression is still not very clear.The previous research showed that cAMP/PKA dependent pathway and P13K/AKT signaling pathway involved in GSH synthesis and redox regulation.However,the pathway has not been reported in the oocytes.This research will take mouse and bovine oocyte as experimental model,Using specific inhibitors and activators in vitro culture,to explore Whether the FSH increase the GSH by cAMP/PKA and P13K/AKT signaling pathway,and eventually activate the transcription factor Nrf2;Whether FSH inhibit the apoptosis of granulose cells and oocytes in the above way;The effect of signaling pathway on oocyte maturation and early embryo development.The results will be meaningful for understanding the mechanism of oocyte maturation,and promote oocyte maturation and development.

谷胱甘肽（GSH）是卵母细胞胞质成熟质量的重要标志，对于抵抗氧自由基损伤，促进雄原核形成和氨基酸转运等具有重要作用。在前期实验中，我们发现FSH通过调节卵母细胞GSH合成限速酶，调节GSH合成和胞质成熟质量，但其作用途径尚不明确。资料表明，cAMP-PKA及其下游P13K-AKT途径涉及GSH合成和细胞氧化还原平衡的调节，然而，这一通路在卵母细胞上尚无报道。本项目以小鼠和牛卵母细胞为研究对象，通过体外培养实验，在不同的作用环节使用特异性抑制剂和激活剂进行干预研究，探索FSH是否通过cAMP-PKA经由P13K-AKT信号通路激活抗氧化转录因子Nrf2，促进卵母细胞GSH合成；FSH是否通过上述途径抑制颗粒细胞和卵母细胞凋亡，维持氧化还原平衡；该途径对卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育的影响。本课题对于丰富卵母细胞成熟理论具有重要价值，对于改善卵母细胞体外成熟培养体系和体外发育潜能具有重要作用。

谷胱甘肽（GSH）是卵母细胞胞质成熟质量的重要标志，对于抵抗氧化应激，促进雄原核形成和氨基酸转运等具有重要作用。我们发现FSH通过调节卵母细胞GSH合成限速酶，调节GSH合成和胞质成熟质量，但其作用途径尚不明确。本项目通过在卵母细胞体外成熟培养过程中添加cAMP-PKA和PI3K-AKT途径抑制剂和激活剂，探索cAMP-PKA及其下游PI3K-AKT途径对卵母细胞GSH合成和细胞氧化还原平衡的调节。结果表明：未成熟卵母细胞体外成熟液中添加cAMP调节剂， 能够延迟卵母细胞减数分裂恢复，阻止缝隙连接断裂，提高体外成熟卵母细胞胞质中GSH水平，卵母细胞ROS水平下降，提高卵母细胞体外发育能力。成熟培养液中添加PI3K抑制剂，降低Nrf2活性和卵母细胞GSH合成。 阻断缝隙连接，浓度依赖性的降低卵母细胞GSH合成和体外发育能力。结论， 在卵母细胞中，FSH通过cAMP-PKA通路，激活PI3K-AKT途径，进一步激活Nrf2转录因子，从而促进GCL转录和翻译，合成GSH，最终调节卵母细胞成熟和胚胎体外发育。