中国农业大学最新Science文章

　　

生物通报道：中国农业大学生物学院，农业生物技术国家重点实验室，美国杰克逊实验室（The Jackson Laboratory）的研究人员解析了NPPC，及其受体在小鼠卵母细胞减数分裂阻滞过程中的重要作用。这一研究成果公布在Science杂志上。

文章的通讯作者是中国农业大学的夏国良教授，以及美国杰克逊实验室的John J. Eppig，夏国良教授早年毕业于北京农业大学，现任中国农业大学生物学院教授，博士生导师。教育部****奖励计划特聘教授，国家杰出青年基金获得者。主要研究方向是促性腺激素刺激卵母细胞成熟过程中的作用途径及机理等。

卵母细胞减数分裂过程中存在三个关键调控点：第一次减数分裂前期、第一次减数分裂中/后期、第二次减数分裂中期。虽然研究人员对于参与减数分裂的许多方面进行了分析，但是对于卵母细胞减数分裂的控制机制目前知道的却不多。

在这篇文章中，研究人员发现小鼠壁粒层细胞（mural granulosa cells）能表达C型利钠多肽(natriuretic peptide precursor type C ，Nppc) 的mRNA，这种多肽是1990年首次从猪的脑组织中分离出的一种新利钠多肽，研究证实这种多肽广泛存在于机体血管内皮细胞中。并且研究人员也发现在小鼠壁粒层细胞中卵丘细胞（cumulus cells）表达NPPC受体NPR2的mRNA。

通过进一步实验，研究人员发现NPPC这种多肽能调控卵丘细胞中cGMP表达水平，而且NPPC及其受体NPR2能维持小鼠卵母细胞减数分裂阻滞，这对于研究分析女性排卵，以及生育能力等方面具有重要的意义。

夏国良教授研究组在胚胎卵巢卵细胞/卵泡发育机制及胚胎卵巢体外再生（Reorganization）研究方面也颇有兴趣，已发表的研究结果证明小鼠胚胎卵巢中卵细胞的发育趋势是在胚胎11-13天时就已确定，那么决定这种趋势的因素来源于胚胎本身还是来源于母体对于了解胚胎卵巢的发生发育是非常重要的。另外，胚胎卵巢中卵母细胞在体外发育过程中是否能够成熟调控、能否进一步受精发育对于卵巢中卵母细胞的开发利用，特别是濒临灭绝动物的保种都有重要的理论和应用意义。

另外，目前体外器官再生的研究是国际上新的热点之一，研究组成员拟利用小鼠不同日龄胚胎卵巢中的具有多能性的各种细胞，用细胞旋转培养法建立卵巢器官再生的模型，寻找能够适合于卵巢再生的胚胎卵巢细胞，通过再生的卵巢组织学特性研究和活体植入后卵巢发育的研究证明其应用于卵巢疾病治疗的可能性，为今后解决患有卵巢疾病的患者再生育的治疗提供新的理论基础和途径。此外，利用这一技术还可能为转基因动物生产提供新的模型。

（生物通：万纹）

附：

美国杰克逊实验室The Jackson Laboratory

The Jackson Laboratory建立于1929年，是一个非赢利性的独立研究机构。80多年以来，The Jackson Laboratory的科学家们一直从事基于小鼠的生物医学研究，并在小鼠的繁育、小鼠遗传学和在研究中如何选择运用实验小鼠方面积累了大量的宝贵知识和经验。The Jackson Laboratory被实验动物管理评估认证联合会（AAALAC）认证，其宗旨是通过自身的小鼠遗传学研究为其它研究单位

原文摘要：

Granulosa Cell Ligand NPPC and Its Receptor NPR2 Maintain Meiotic Arrest in Mouse Oocytes

Granulosa cells of mammalian Graafian follicles maintain oocytes in meiotic arrest, which prevents their precocious maturation. We show that mouse mural granulosa cells, which line the follicle wall, express natriuretic peptide precursor type C (Nppc) messenger RNA (mRNA), whereas cumulus cells surrounding oocytes express mRNA of the NPPC receptor NPR2, a guanylyl cyclase. NPPC increased cGMP levels in cumulus cells and oocytes and inhibited meiotic resumption in vitro. Meiotic arrest was not sustained in most Graafian follicles of Nppc or Npr2 mutant mice, and meiosis resumed precociously. Oocyte-derived paracrine factors promoted cumulus cell expression of Npr2 mRNA. Therefore, the granulosa cell ligand NPPC and its receptor NPR2 in cumulus cells prevent precocious meiotic maturation, which is critical for maturation and ovulation synchrony and for normal female fertility.

作者简介：

夏国良教授，现任中国农业大学生物学院教授，博士生导师。教育部****奖励计划特聘教授，国家杰出青年基金获得者。

　　1983年至1988年攻读北京农业大学动物生理生化杨传任教授的硕士和博士学位研究生，从事生殖内分泌学的研究。1991年至1994年，公派到丹麦国家教学研究医院（Rigshospitalet）生殖生物学实验室做博士后研究工作，师从国际著名胚胎学家Anne Grete Byskov教授。从事胚胎卵巢中卵细胞的发育和调节的研究。1994年回到母校中国农业大学工作，并在当年破格提升为教授。在回国人员启动基金和国家自然科学基金的资助下，继续研究促性腺激素诱导卵母细胞体外成熟的作用机制。已指导15名博士生和10名硕士生毕业并获得学位。目前正在指导15名博士生和6名硕士生在实验室工作。所指导的博士生连续三年获得学校10名校级优秀博士生论文奖励。

　　研究结果已发表科研论文90余篇，其中在国内外重要的SCI源期刊中发表学术论文30余篇。论文被国外引用200余次。主编《生殖生物学》专著一部。除此之外还担任中国农业大学学报编辑委员会副主任、主编，中华中西医杂志常务编委、动物学杂志编委，中国农业大学国家“211工程”项目"畜禽细胞与分子生物学实验室"负责人。中国生殖生物学会副理事长、中国生理学会理事、中国动物学会教学工作委员会委员，中国畜牧兽医学会动物生理生化学会副理事长。中国科学院动物所国家重点"生殖生物学国家实验室"学术委员会委员，内蒙古大学"哺乳动物胚胎工程及生物技术"教育部重点实验室学术委员会委员等学术工作，宁夏大学"分子生物学及生物技术"教育部重点实验室学术委员会副主任。

学习与工作经历

1979年9月至1983年7月 宁夏农学院畜牧兽医系 本科生
1983年9月至1985年7月 北京农业大学生物学院 硕士研究生
1985年9月至1988年7月 北京农业大学生物学院 博士研究生
1988年7月至1991年11月 北京农业大学生物学院 讲师
1991年12月至1994年11月 北京农业大学生物学院 副教授
1991年12月至1992年10月 丹麦Rigshospitalet医院 博士后
1992年10月至1994年2月 丹麦Rigshospitalet医院 客座研究员
1994年12月至今 中国农业大学生物学院 教授
1995年1月至1995年5月 日本农业资源研究所 合作研究
1995年6月至今 中国农业大学生物学院 博士生导师
1996年5月至2000年7月 中国农业大学生物学院 科研副院长
1996年至今 211工程实验室“畜禽细胞与分子生物学实验室” 负责人



研究方向

（1） 促性腺激素刺激卵母细胞成熟过程中的作用途径及机理
促卵泡激素(FSH)和促黄体激素(LH)是体内促进卵母细胞成熟的最重要的两种促性腺激素。但越来越多的体外实验表明在卵丘卵母细胞复合体中LH并不能诱导卵母细胞成熟，而FSH对卵母细胞成熟起着重要作用。由于人们普遍认为FSH和LH都是通过腺苷酸环化酶系统起作用，那么，FSH和LH对卵母细胞体外成熟的作用不同（既LH不起作用）使人们有理由认为要么卵丘细胞上不存在LH受体或很少，要么FSH可能通过其他途径诱导卵母细胞成熟。目前关于这方面的研究报道很少，特别是有关FSH是否通过其他途径诱导卵母细胞成熟的研究尚未见报道。

（2） 促卵母细胞成熟物质(MAS)对猪卵母细胞成熟质量影响的研究

目前在国际上所研究的动物中，只有人和猪体外成熟的卵母细胞在IVF的应用中尚没有成功。原因之一主要是在体外培养成熟的卵母细胞质量受到影响。近2年来，将MAS应用到人卵母细胞体外成熟的研究表明MAS可以提高卵母细胞的质量。因此我们拟将MAS应用于猪的胚胎工程研究中，以期建立一套完善的猪胚胎工程体系。为将来人类基因组计划的应用和人类器官移植的研究提供基础。


（3） MAS对初级卵泡或腔前卵泡内卵母细胞成熟的研究，
由于此期的卵母细胞质尚未成熟，此时MAS诱导的卵母细胞成熟可能有两种结果：一是诱导成熟的卵母细胞能够进一步受精、发育成个体，这样就为初级卵母细胞体外成熟提供了良好的研究基础。二是诱导成熟的卵母细胞不能进一步受精和发育，这样就为建立起一种新的节育或避孕措施提供了可能，通过动物体内注射能够诱导MAS积累的物质观察卵巢内初级卵母细胞是否提前成熟或退化来确定这种避孕效果。这种节育或避孕措施有可能会避免目前用促性腺激素拮抗剂或类性激素物质的避孕方法所产生的内分泌紊乱对人体的影响。

（4） 转基因生产的FSH、LH对卵泡发育和卵母细胞成熟和胚胎发育的影响
随着生物技术的发展，越来越多的重组激素产品生产出来，这就为研究激素的作用机理提供了良好的条件。要真正阐明促性腺激素的功能和作用机理，就要排除激素中其他物质的污染，要达到这一点，只有通过对重组激素的研究才能实现。本实验室与丹麦合作初步证明重组FSH与天然提取FSH在卵母细胞成熟的质量中有不同作用。说明过去利用提取FSH所做的研究和得出的结论有可能需要进一步验证。这对理论的发展具有重要意义。

（5） 胚胎卵巢卵细胞/卵泡发育机制及胚胎卵巢体外再生（Reorganization）的研究

①胚胎卵巢卵细胞/卵泡的发育调节机理
已发表的研究结果证明小鼠胚胎卵巢中卵细胞的发育趋势是在胚胎
11-13天时就已确定，那么决定这种趋势的因素来源于胚胎本身还是来源于母体对于了解胚胎卵巢的发生发育是非常重要的。另外，胚胎卵巢中卵母细胞在体外发育过程中是否能够成熟调控、能否进一步受精发育对于卵巢中卵母细胞的开发利用，特别是濒临灭绝动物的保种都有重要的理论和应用意义。

②胚胎卵巢体外再生（Reorganization）的研究
目前体外器官再生的研究是国际上新的热点之一，我们拟利用小鼠不同
日龄胚胎卵巢中的具有多能性的各种细胞，用细胞旋转培养法建立卵巢器官再生的模型，寻找能够适合于卵巢再生的胚胎卵巢细胞，通过再生的卵巢组织学特性研究和活体植入后卵巢发育的研究证明其应用于卵巢疾病治疗的可能性，为今后解决患有卵巢疾病的患者再生育的治疗提供新的理论基础和途径。此外，利用这一技术还可能为转基因动物生产提供新的模型。