哺乳动物卵母细胞生发泡染色质构型的研究进展*

赵博厚 李 艺 缪娅娅 李玉明 田蒙鸽 刘晓东 刘云华 韦 涛 苏衍萍 隋宏书

（泰山医学院组织学与胚胎学教研室 山东泰安 271000）

哺乳动物早在胎儿期， 卵母细胞就停滞在第一次减数分裂前期的双线期，直至青春期，在促性腺激素的作用下，卵母细胞恢复减数分裂。停滞在双线期的卵母细胞核体积比较大，形似泡状，通常被称作生发泡 （GV）。 生发泡内的染色质通过重塑、修饰等方式调控基因表达，进而决定了卵母细胞能否获得减数分裂的能力。大量的研究表明，卵母细胞生发泡染色质构型的状态与其发育能力密切相关。

1 GV 染色质构型的分类

在大多数哺乳动物卵母细胞GV 中， 染色质分布与核仁密切相关， 一种是染色质不包围核仁型（NSN），另一种是染色质包围核仁型（SN）。

小鼠的GV 可分为3 种构型： 第1 种是NSN型，染色质不分布在核仁周围；第2 种是少部分染色质凝集，但围绕在核仁周围；第3 种是染色质凝集，且分布在核仁周围［1］。 兔卵GV 染色质构型也分为NSN、SN， 但在SN 构型中， 又细分为4 个阶段，分别为NL（网状疏松）、LC（疏松浓缩）、TC（紧密浓缩）、SC（单体聚集成块浓缩）。 这4 个阶段分别与人类的A、B、C、D 阶段相似［2］。 猪卵母细胞GV 分为5 种类型， 分别为GV0、GV1、GV2、GV3、GV4。 其中GV0 代表着NSN， 其他4 个阶段则是SN 的分支［3］。在雪貂中，分为3 种染色质构型，FC（纤维染色质），ICC （中等致密染色质）， 以及CC（致密染色质）［4］。 马卵母细胞GV 分为5 种类型，前3 种属于NSN，后2 种属于SN［5］。 在前3 个阶段中，染色质的状态由分散转变为网状，进而转为凝缩， 在后2 个阶段中， 浓缩聚集染色质包绕核仁， 均匀分布在核仁与核膜之间。 牛的情况也类似，只有在SN 状态下，才存在异染色质，其他情况下，只是染色质分布带来的差异，例如分散状、网状、絮状、集聚状［6］。

哺乳动物中只有山羊卵GV 中没有SN 构型，染色质始终分布在核仁与核膜之间［7］，主要分为4 种构型。 GV1：非凝集的染色质存在核仁与核膜之间。 GV2：分为GV2n 和GV2c 2 种，前者为大核仁，核仁与核膜间存在的网状凝集染色质；后者为中等核仁， 核仁与核膜间存在的集群的凝集染色质。 GV3：分为GV3n 和GV3c 2 种，且两者都是小核仁，只不过前者为网状，后者为集群状。GV4：核仁消失，但存在集群的染色质。随着卵母细胞中核仁大小的变化，染色质也发生部分周期性的改变，例如网状与集聚之间的改变［7］。 不同物种的GV染色质核型详见表1 和图1（本文附图见封三）。

表1 哺乳动物卵母细胞GV 染色质构型的分类

2 GV 染色质构型与转录活动的关系

大多数哺乳动物，SN 构型的卵母细胞GV 期转录活动停止，NSN 型卵母细胞转录活跃。 在小鼠的卵母细胞中，SN 及部分SN 型的卵母细胞的转录是沉默的，然而NSN 则是活跃的转录［1］。 在猪的卵母细胞中，卵泡直径到达2 mm（GV1），RNA的 转 录 显 著 减 少，到 达3 mm 则 停 止 转 录［3，8］。在NSN 构型的人卵母细胞中掺入标记的［3H］尿嘧啶核苷，形成一个染色质包绕的核仁球（SN 构型），此时卵母细胞内转录停止［9］。对于牛，随着卵母细胞的发育，RNA 合成下降， 当聚集形成SN（GV3）型的时候便终止［10］。 上述表明，SN 构型的卵母细胞转录活性受到抑制，但是在其他的哺乳动物中，有一些卵母细胞的转录活性与SN、NSN关系不大。 例如山羊，这个不存在SN 的特例，其转录活性只是随着卵泡生长而显著降低，当卵泡达到3 mm 以后，卵母细胞停止转录［7］。 兔子的原始卵泡GV 期就可以见到染色质包围核仁的现象，但是，卵母细胞的转录活性并没有发生停止［2］。 此外，在敲除Nucleoplasmin 2 （Npm22／2）基因 的 小 鼠 中，尽管NSN 没有转化成SN，但其转录活性也受到广泛的抑制［11］。 由此可见，SN 构型对转录活性的抑制并不是绝对的。

3 GV 染色质构型与体外发育能力的关系

对于大多数哺乳动物，获得减数分裂能力及发育至囊胚的卵母细胞中，SN 构型所占的比例更大一些。 NSN 型在小鼠卵母细胞中所占的比例较高，而在能发生减数分裂的卵母细胞中占的比例较低。 体外受精后的胚胎发育过程中，NSN 构型的卵母细胞未能发育超过2-细胞，然而18%的SN构型卵母细胞能在体外培养发育至囊胚阶段［13］。 猪的直径为2 mm 的有腔卵泡具有减数分裂能力［14］。人卵母细胞形成至C 构型才可获得减数分裂的能力［15］。 兔子NL 构型的卵母细胞不具备减数分裂能力，LC和TC 构型的卵母细胞才具备，相比LC构型，TC 构型在体外培养过程中，更容易发育至囊胚阶段［2］。雪貂CC 构型的卵母细胞能完成减数分裂，发育至囊胚的比例更高，且在卵丘-卵母细胞复合物中，卵丘细胞数量增多且呈分散状态，研究表明，分散的卵丘细胞利于在体外成熟［4］。牛与小鼠相似，尽管有6%的GV0（NSN）经历减数第二次分裂，但是发育至囊胚的数量远不及SN构型卵母细胞［16］。 对于山羊，具有减数分裂能力的大多数是GN3n 或GV3c 构型的卵母细胞［7］。 综上所述，就NSN、SN 与卵母细胞发育能力的关系而言，绝大多数表现一致（山羊无SN 故不考虑在内）。哺乳动物卵母细胞生长发育能力与染色质核型的关系详见表2。

表2 卵母细胞发育能力与染色质构型的关系

4 总结

除山羊以外， 大多数哺乳动物的卵母细胞生发泡染色质构型都是由NSN 逐渐转变为SN 型。卵母细胞的转录能力也受到GV 染色质构型的影响，SN 构型的出现是转录活性停止的标志， 但对于兔子，SN 型卵母细胞仍具有较强转录活性；在体外发育能力方面，SN 型卵母细胞具有较高的减数分裂和胚胎发育能力。