Aging Cell:研究揭开衰老如何损害卵细胞

2021-05-11 梅斯医学 MedSci原创

年龄可能影响卵细胞处理对其发育的最后步骤至关重要的基因能力。

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近几十年中,已有研究显示,特别是在35岁以上的妇女中,妇女的生育能力通常随着年龄的增长而下降。因此辅助生殖技术的使用频率越来越高。生育率下降的原因有两个:一个主要原因是由于卵巢储备枯竭,因为女婴在出生时就已经拥有了所有的卵细胞,而成熟的卵子将在她们的一生中发育。另一个原因是卵子的质量随着年龄的增长而降低,这被认为是35岁以后不孕不育率较高的主要原因之一。超重或体重不足也与卵细胞质量差和生殖结果有关。

由于卵母细胞池的消耗和卵母细胞发育能力的降低,女性的生育能力与母亲的年龄成反比。很少有研究探讨产妇年龄对人成熟卵母细胞(MIIRNA分子水平的影响。尽管医学界知道MII转录过程是在卵母细胞生长和成熟过程中建立的,但涉及的途径尚不清楚。

近日,来自西班牙巴塞罗那基因组调节中心(CRG)、国家基因分析中心(CNAG-CRG)的研究团队联合发表在Aging Cell上的研究显示,随着年龄的增长,RNA分子的水平受损从而降低妇女生育能力,且RNA分子会在人类卵细胞的最后成熟阶段改变参与关键生物途径的基因的功能。

研究者使用单细胞测序来分析来自37个年龄在18至43岁之间的捐赠者的72个单独卵细胞的RNA分子。对卵细胞内的RNA分子进行了测序,以了解哪些基因的活动受到年龄的影响。

人类卵母细胞的单细胞转录组分析

分析发现,参与染色体分离和RNA处理的基因的转录本数量随着年龄的增长而逐渐增加,而与线粒体代谢有关的转录本的数量则减少。

此外,结果显示,这些与年龄有关的RNA分子变化只发生在卵细胞在体外成熟期间达到最后的发育阶段。在未成熟的卵细胞中,RNA分子受年龄的影响较小。

进一步的分析显示,一些潜在的主调控基因,即占据调控层次最顶端的基因,受到了年龄的影响,也就是说,卵母细胞成熟的最后一步本身可能受到年龄的影响。

此外,研究人员还使用捐赠者的身高和体重信息来评估身体质量指数(BMI)对转录组的影响。与年龄不同,异常的BMI主要影响未成熟卵细胞的RNA分子。

该研究的作者,巴塞罗那CRG 组长Bernhard Payer教授表示,这一发现表明,由年龄引起的生育力下降可能与由异常BMI引起的生育力下降有不同的根源机制。

基因表达与BMI的相关性分析

一系列研究结果表明,年龄可能影响卵细胞处理对其发育的最后步骤至关重要的基因能力。

该研究的发现可能会导致未来开发新的诊断工具,以更好地评估生殖医学中的卵细胞质量,以及潜在的药物治疗,以调节受影响的途径,使老化的卵细胞恢复活力。

原始出处:

Sílvia Llonch et al. Single human oocyte transcriptome analysis reveals distinct maturation stage‐dependent pathways impacted by age. Aging Cell, 2021 DOI: 10.1111/acel.13360

 

作者:梅斯医学



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