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为探究卵泡成熟度对卵母细胞的影响，田纳西大学的研究人员开展了卵泡液对体外成熟卵母细胞来源的囊胚转录组影响的研究。结果发现，来自更成熟卵泡的卵泡液可改善囊胚代谢和 Wnt/β -catenin 信号；而较不成熟卵泡的卵泡液会导致细胞分裂失调和氧化应激。该研究为胚胎发育研究提供了重要依据。
在动物的繁衍过程中，胚胎的健康发育至关重要，而这很大程度上取决于卵母细胞的质量。卵母细胞的成熟又与排卵前卵泡的状态密切相关。此前的研究已经发现，排卵前卵泡的成熟度，比如通过血清雌二醇浓度或卵泡直径来衡量，与妊娠、卵泡液代谢物、卵丘 - 卵母细胞代谢以及卵母细胞发育成胚胎的能力存在关联。但一直以来，排卵前卵泡对成熟卵母细胞的支持，究竟如何影响囊胚的分子特征，尚未得到深入研究。
为了弄清楚这些问题，田纳西大学（University of Tennessee）的研究人员开展了一项研究。他们假设，用来自不同成熟度排卵前卵泡的卵泡液补充体外成熟的卵母细胞，会影响由此产生的囊胚的转录组，进而揭示胚胎的代谢编程与卵母细胞成熟环境之间的关系。
研究人员首先对实验动物进行了处理，利用 7 天 CO - Synch 方案同步产后哺乳期安格斯奶牛的排卵前卵泡，并在促性腺激素释放激素（GnRH）给药后约 18.70±0.15 小时收集卵泡液样本。然后，根据血清雌二醇（E2）水平将卵泡液分为成熟度较高和较低两组。接着，将未成熟的卵母细胞在补充了 20% 相应卵泡液的卵母细胞成熟培养基（OMM）中体外成熟 24 小时，之后进行受精、胚胎培养等一系列操作。在胚胎发育第 8 天，收集并筛选出阶段评分 7 和质量评分 1 的囊胚，对其进行 RNA 提取、文库制备和 RNA 测序。
研究结果主要有以下几个方面：
- RNA 测序数据概述：通过对体外产生的牛囊胚进行 RNA 测序，研究人员得到了大量数据。平均每个样本产生约 2950 万个读数，其中约 2850 万个映射到牛基因组（96.4%）。经过筛选低表达基因后，共得到 12310 个基因用于差异基因表达分析。正交偏最小二乘法（OPLS）分析显示，样本可根据排卵前卵泡成熟度处理进行聚类，但卵泡成熟度仅解释了样本间 3.6% 的变异。
- 差异表达基因：研究发现，在质量评分 1 的扩展或扩张囊胚中，有 113 个基因在来自成熟度较高和较低卵泡液处理的卵母细胞来源的囊胚之间存在表达差异。其中，37 个基因在成熟度较高的卵泡液处理组囊胚中表达更丰富，76 个基因在成熟度较低的卵泡液处理组囊胚中表达更丰富。
- 与代谢相关的基因：有 10 个涉及代谢过程、线粒体功能和氧化应激的基因在不同处理组间存在差异表达。例如，与糖酵解相关的基因 IDH3A、IP6K1，以及与线粒体功能相关的基因 LYRM4、NIPSNAP2、SLC25A15 等，在成熟度较高的卵泡液处理组囊胚中 mRNA 丰度更高；而与活性氧（ROS）升高和线粒体 ATP 生成减少相关的基因 ASPH，以及抑制糖酵解的基因 NR3C2 等，在成熟度较低的卵泡液处理组囊胚中 mRNA 丰度更高。
- Wnt/β - catenin 信号通路相关基因：15 个差异表达基因参与了 Wnt/β - catenin 信号通路。在成熟度较高的卵泡液处理组囊胚中，相关基因对该信号通路起正向调节作用；而在成熟度较低的卵泡液处理组囊胚中，部分基因对该信号通路起负向调节作用。
- 细胞生长和分裂相关基因：12 个差异表达基因与细胞生长和分裂相关通路有关，包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、磷酸肌醇 3 - 激酶 /v - AKT 鼠胸腺瘤病毒癌基因同源物 1（PI3K/AKT）等通路。其中，5 个基因在成熟度较高的卵泡液处理组囊胚中表达更高，7 个基因在成熟度较低的卵泡液处理组囊胚中表达更高。
研究结论和讨论部分指出，该研究表明排卵前卵泡对成熟卵母细胞的支持会持续影响早期胚胎发育，进而影响囊胚的分子特征。来自更成熟卵泡的卵泡液能为卵母细胞提供更理想的代谢环境，使胚胎在早期发育中具有更高效的能量代谢和细胞分裂能力；而来自较不成熟卵泡的卵泡液则可能导致囊胚细胞分裂失调，类似于癌细胞的生长模式，同时还伴随着潜在的氧化应激。虽然该研究存在一定局限性，如未将胚胎移植以评估其妊娠发育能力，但研究结果为进一步探索卵泡状态对胚胎发育的生理影响，以及揭示卵母细胞成熟环境影响囊胚转录组的具体机制提供了重要线索，有助于提高对胚胎发育和妊娠成功机制的理解，为相关领域的研究和实践提供了有价值的参考。
研究人员在开展这项研究时，用到的主要关键技术方法包括：
- RNA 测序（RNA - sequencing）：对囊胚进行 RNA 测序，以获取基因表达信息。
- 生物信息学分析：利用多种软件和工具，如 FastQC、fastp、STAR、SAMtools、QualiMap、featureCounts 等，对 RNA 测序数据进行处理和分析；使用 edgeR 和 DESeq2 进行差异基因表达分析，并用 DAVID 进行基因功能注释和富集分析。
- 动物实验模型：以安格斯奶牛为实验动物，同步排卵前卵泡并收集卵泡液，用于后续实验。
