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在辅助生殖技术中，体外受精效率受卵母细胞质量影响。研究人员开展 “超排卵与衰老对小鼠卵母细胞及颗粒细胞影响” 的研究。结果发现两者影响相似且颗粒细胞转录能预测卵母细胞发育潜力。这为提高体外受精效率提供新依据。
在人类生殖领域，辅助生殖技术中的体外受精（IVF）是解决不孕问题的重要手段。然而，IVF 的效率却受到诸多因素的制约，其中一个关键因素便是获取的卵母细胞部分无法正常受精，这背后的原因在于卵母细胞的成熟过程可能受到了干扰。与此同时，随着全球范围内平均生育年龄的不断推迟，女性生育能力随年龄增长而自然下降的问题愈发凸显，这进一步加剧了生育困难。但目前，人们对于超排卵和衰老对卵母细胞质量的具体影响机制知之甚少，在研究过程中，也难以将超排卵的影响与其他众多因素（如患者年龄、生活方式、病史、遗传背景和精子质量等）区分开来。而且，以往研究在探讨卵母细胞老化时，常依赖超排卵获取样本，缺乏自然排卵的对照组，无法准确评估衰老单独的影响以及它对超排卵反应的作用。为了深入了解这些问题，德国癌症研究中心（German Cancer Research Center，DKFZ）等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在样本处理方面，通过手动分离单个颗粒 - 卵母细胞对，并保留其体内配对信息，收集了不同条件下的样本，包括自然排卵和超排卵的年轻（3 个月）与年老（12 个月）小鼠的卵丘 - 卵母细胞复合体（COCs）。在基因测序分析上，采用了 SMART - seq2 和总 RNA 测序技术对卵母细胞和颗粒细胞进行转录组分析；同时利用靶向 IVF 实验，对单个卵母细胞进行受精和培养，并对其相关颗粒细胞进行测序。
研究结果如下：
- 解离卵丘 - 卵母细胞复合体：成功将 COCs 分离为卵母细胞和颗粒细胞，并通过转录组分析区分了不同细胞类型，确认无交叉污染，还鉴定出多种细胞特异性标记。
- 超排卵扰乱关键 COC 成熟通路：在年轻小鼠中，超排卵使卵母细胞和颗粒细胞的关键基因表达发生变化，影响了减数分裂、线粒体代谢、DNA 损伤和激素反应等多个重要通路。例如，在卵母细胞中，3519 个基因差异表达，许多与卵母细胞发育相关的通路受到干扰；在颗粒细胞中，2765 个基因表达异常。同时，超排卵还扰乱了细胞质成熟、纺锤体组装和细胞间通讯相关基因的表达。
- 根据颗粒细胞转录对超排卵 COCs 进行分组：自然排卵的 COCs 聚类在一起，而超排卵的 COCs 分为两个不同的簇（SN和 S），其中SN更接近自然排卵的 COCs。颗粒细胞的转录因子活性分析也显示出类似的结果，并且通过通路活性分析进一步证实了SN颗粒细胞与正常排卵细胞的相似性。
- 颗粒细胞标记物预测卵母细胞发育轨迹：研究人员开发了靶向 IVF 实验，利用支持向量机（SVM）分类器，发现颗粒细胞的转录特征可以准确预测相关卵母细胞的早期发育轨迹。例如，通过对特定基因的 qPCR 检测，可以区分不同发育阶段的胚胎。
- 衰老和超排卵诱导相似的表达变化：研究发现衰老和超排卵在卵母细胞和颗粒细胞中影响了一组共同的基因，并且方向相似，两者都增加了卵母细胞基因表达的细胞间变异性，在细胞间通讯和转录因子活性方面也有相似的表现。
- 人类样本中年龄相关变化的适度保守性：对人类颗粒细胞和卵母细胞的分析表明，小鼠和人类在颗粒细胞的一些信号通路（如雌激素依赖的基因表达）的失调上具有相似性，但也存在种间差异，如细胞周期和脂肪酸代谢的差异。
- 超排卵和衰老效应相互作用：研究发现衰老和超排卵对小鼠 COCs 的基因表达没有相加效应，超排卵对年老 COCs 的影响减弱，并且年龄诱导的转录变化在自然排卵和超排卵的 COCs 中有所不同。
在讨论部分，研究人员指出，他们的研究定量剖析了超排卵和衰老对 COCs 的影响，发现超排卵会扰乱卵母细胞和颗粒细胞的基因表达，影响 COC 的成熟和发育，并且在一定程度上模拟了衰老的影响。同时，他们利用颗粒细胞转录组来预测卵母细胞质量的方法，为提高 IVF 效率提供了新的思路。然而，该研究也存在一些局限性，例如主要基于转录组分析，样本处理过程可能存在潜在影响，以及人类分析中颗粒细胞无法与单个卵母细胞关联等问题。但总体而言，这项研究为深入理解超排卵和衰老对卵母细胞质量的影响提供了重要依据，对于优化辅助生殖技术具有重要的指导意义。它揭示了超排卵和衰老影响卵母细胞发育的分子机制，为未来开发更有效的生殖治疗策略奠定了基础，有望帮助更多不孕患者提高生育成功率。
