新冠感染后女性卵巢微环境 “风云变幻”:多组学揭秘卵子发育的关键密码

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

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  为探究 COVID-19 对女性生殖功能的影响,研究人员开展卵巢微环境多组学研究。结果发现感染后卵巢微环境改变,影响卵母细胞能力。该研究为开发诊断工具提供依据,值得科研读者一读。

  

新冠病毒对女性生殖功能影响的探索之旅


在 2019 年末,一场由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2(SARS-CoV-2)引发的新冠疫情(COVID-19),如风暴般席卷全球,给人们的生活、健康带来了巨大冲击。随着研究的深入,人们开始关注新冠病毒对人体各个系统的影响,其中女性生殖功能是否会受到新冠病毒的侵害,成为了众多科研人员和大众关心的问题。

以往研究发现,新冠病毒对卵巢细胞的直接损伤似乎比较有限,在一些研究中,新冠病毒阳性女性的卵泡液、卵丘细胞和子宫内膜组织样本里甚至检测不到病毒 RNA。可即便如此,也不能掉以轻心。因为新冠感染引发的免疫反应,就像一把双刃剑,虽然能帮助身体对抗病毒,却也可能在这个过程中 “误伤” 其他器官。那么,它对女性生殖能力究竟有没有影响呢?如果有,是怎样影响的呢?这些问题就像一团团迷雾,笼罩在科研人员心头,也促使他们踏上了探索真相的研究之路。

为了揭开这团迷雾,研究人员们进行了大量研究,并在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了一篇名为《Multi-omics profiling of the ovarian microenvironment in patients with COVID-19 reveals potential biomarkers of oocyte competence》的论文。通过深入研究,他们发现新冠病毒感染后,女性卵巢微环境发生了一系列变化,这些变化对卵子质量和胚胎发育潜力有着复杂的影响。这一发现意义重大,不仅让我们对新冠病毒的危害有了更全面的认识,还为后续开发相关诊断工具提供了重要线索,有助于进一步保护女性在新冠感染后的生殖健康。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们对 9 名新冠患者和 17 名非新冠患者的颗粒细胞进行了转录组学和蛋白质组学分析,就像是给细胞的基因表达和蛋白质合成拍了 “特写照片”,看看在新冠病毒影响下有哪些变化。同时,对卵泡液(FF)进行代谢组学和脂质组学分析,了解卵泡液里的各种代谢物和脂质有什么不同。此外,还使用了定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(western blot)技术,来进一步验证某些基因和蛋白质的表达变化,这些技术帮助研究人员从多个层面深入探索卵巢微环境在新冠感染后的变化。

下面,我们一起看看研究人员都有哪些重要发现。

新冠感染患者卵巢微环境的多组学和免疫特征变化


研究人员首先对颗粒细胞的转录组和蛋白质组进行分析,结果发现有 9 个基因和蛋白质的表达在转录组和蛋白质组水平上都上调了,其中 MX1 和 ISG15 这两个家伙变化最为明显。通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析发现,这些差异表达的基因和蛋白质主要富集在与感染相关的通路里,像新冠、人乳头瘤病毒感染、丙型肝炎和甲型流感相关的通路,这说明新冠感染确实在卵巢微环境里掀起了 “波澜”。为了进一步确认这些发现,研究人员又用 qRT-PCR 和 western blot 技术进行验证,结果显示新冠患者体内的 MX1 和 ISG15 表达水平真的比对照组高很多。

接着,研究人员开始关注免疫特征的变化。他们发现,新冠患者卵泡液里的干扰素 β(IFN-β)和干扰素 γ(IFN-γ)水平比对照组高。这就像细胞里拉响了警报,IFN-β 增多后,又进一步让 MX1 和 ISG15 的表达增加。更有趣的是,经过一系列复杂的统计分析(广义估计方程模型,GEE 模型)发现,MX1 和 ISG15 表达水平高,会让优质囊胚形成的几率降低,这意味着干扰素反应可能通过调节 MX1 和 ISG15 来影响颗粒细胞,进而影响胚胎的发育。

新冠感染患者卵泡液代谢物的差异分析


卵泡液里的代谢物可是维持卵子正常发育的重要 “小助手”,研究人员当然不会放过它们。一番研究后发现,新冠患者卵泡液里的一些代谢物浓度和对照组有很大不同。像双氯酚(Diclofop)、DL - 色氨酸(DL - tryptophan)等物质的浓度比对照组低,而 sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺的浓度却升高了。

这些变化可不是小事,研究人员用 GEE 分析发现,1 - (9z,12z - 十八碳二烯酰) - 2 - 羟基 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺和 4 - (2 - 羟乙基) 哌嗪 - 1 - 乙磺酸浓度低,会让优质卵裂的几率增加;双氯酚、DL - 色氨酸和 Phe - met - arg - phe - 酰胺浓度低,会让形成二原核受精卵(2PN)的几率增加;但 sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺浓度升高,却会让 2PN 的形成率降低。这些代谢物主要富集在甘油磷脂代谢、2 - 氧代羧酸代谢等通路里,它们就像一个个 “小齿轮”,在卵巢微环境里发挥着重要作用,影响着卵子的发育。

新冠感染患者卵泡液脂质谱的差异分析


除了代谢物,卵泡液里的脂质也很重要。研究人员对卵泡液的脂质谱进行评估后发现,新冠患者卵泡液里蜡酯(WE)(49:12) + H 的水平升高了,而鞘磷脂(phSM)(t40:6) + H 和己糖基神经酰胺(Hex1Cer)(d23:2_18:1)+Na 的水平降低了。

这又会产生什么影响呢?原来,WE (49:12) + H 水平升高和优质囊胚形成几率降低有关,而 phSM (t40:6) + H 和 Hex1Cer (d23:2_18:1)+Na 水平降低,却和受精率以及 2PN 形成几率升高有关。这些差异脂质主要富集在鞘脂代谢、甘油磷脂代谢等通路里,看来脂质在新冠感染对卵子发育的影响中,也扮演着不可或缺的角色。

多组学整合分析


研究人员还进行了多组学整合分析,把 RNA 测序、蛋白质谱、脂质和代谢物的数据综合起来看。这一分析发现了很多有意思的事情,在 RNA 测序和蛋白质谱里,新冠、人乳头瘤病毒感染、丙型肝炎和甲型流感相关的通路都很 “活跃”;嘧啶代谢通路在代谢组学、转录组学和蛋白质组学里都有富集;脂质组学和代谢组学里,甘油磷脂代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等通路也参与其中。这就像一个复杂的 “网络”,RNA、蛋白质、脂质和代谢物在这些通路里相互作用,共同影响着卵巢微环境和卵子的发育。

综合这些研究结果,我们可以知道,新冠病毒感染后,卵泡液里的 IFN-β 水平升高,刺激了 MX1 和 ISG15 的表达,而这两个家伙和一些代谢物、脂质一起,对卵子质量和胚胎发育有着不同的影响。有些物质像 ISG15、MX1、sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺和 WE (49:12) + H,会给囊胚质量和 2PN 形成率 “拖后腿”;但也有一些物质,比如双氯酚、DL - 色氨酸等,却能给卵子发育 “加油助力”。

这项研究意义非凡,研究人员通过多组学分析,找出了新冠感染后和卵子发育能力相关的生物标志物,这就像是找到了一些 “小开关”,有助于我们开发更好的诊断工具,及时了解新冠感染对女性生殖功能的影响。不过,目前的研究也有一些局限性,样本量还比较小,而且还需要更多动物实验来进一步验证这些结果。但无论如何,这项研究为我们打开了一扇了解新冠病毒对女性生殖功能影响的大门,未来,科研人员们还会继续深入探索,为保护女性生殖健康而努力。相信在不久的将来,我们能更清楚地认识新冠病毒的危害,找到更好的方法来应对它带来的各种问题。

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