颗粒细胞的增殖分化及其在卵泡发育中的作用VIP专享VIP免费

评述第50卷第21期2005年11月www.scichina.com2341颗粒细胞的增殖分化及其在卵泡发育中的作用卢翠玲杨巍胡召元刘以训*(中国科学院动物研究所,生殖生物学国家重点实验室,北京100080.*联系人,E-mail:liuyx@ioz.ac.cn)摘要颗粒细胞(GC)是卵巢中十分重要的细胞.从原始卵泡生长启动、增殖、分化、闭锁/排卵到黄体形成,GC在形态、功能等方面都发生各种变化.卵母细胞(OC)指导了GC的增殖、分化;同时GC也影响OC的成熟.有众多因子参与这个调节过程,牵涉到复杂的分子作用机制和信号转导通路,如p38MAPK通路可选择性调控FSH对GC的甾体生成;而转录因子LRH-1和DAX-1在该过程中可能发挥重要作用;FSH通过促进PCNA和StAR表达及甾体生成,诱导GC的增殖和分化;而ERK1/2通路的激活也可能参与FSH对GC增殖分化的诱导作用.因此,GC是一个用以研究细胞增殖、分化和细胞相互作用及其信号转导通路和分子机制的十分理想的细胞模型.本文评述了近几年国内外研究的最新进展.关键词颗粒细胞卵母细胞增殖分化凋亡调控原始卵泡由一层扁平的卵泡细胞和一个未分化卵母细胞(OC)组成.它的启动生长分为2个阶段.首先,卵泡细胞由扁平变为立方形,开始增殖,并伴随卵泡抑素(follistatin)的表达.随后,形成由单层立方形的颗粒细胞(GC)和OC组成的初级卵泡.初级卵泡的细胞迅速分化增殖形成次级卵泡,此期的GC增殖为2~3层.到三级卵泡,GC分化为多层,并出现空腔.此后,GC分化为两类细胞,即围绕卵泡壁的壁颗粒细胞(mGC)和围绕OC的卵丘细胞(CC).排卵后的卵泡细胞很快转化成黄体细胞(LC).黄体化的GC形成大黄体细胞,而黄体化的内膜细胞(TC)转化成小黄体细胞.在卵泡发生的起始阶段,卵泡细胞还没有形成功能型促性腺激素(FSH和LH)的受体,所以卵泡生长启动是促性腺激素非依赖性的.GC和OC之间的对话和相互作用可能是卵泡启动生长的原因.启动卵泡生长具体的信号分子机制仍不清楚.干细胞因子(SCF)对此可能起重要作用[1].卵泡启动生长之后,OC和GC分泌的因子以及来自血浆中的因子对调节卵泡的发育分化起了重要作用.1卵母细胞对GC生长分化的调节作用OC分泌的因子,指导GC的生长分化,调控卵泡发育.从出生12d的次级卵泡分离的OC与来自原始卵泡的卵泡细胞一起共培养9d,发现有组合的卵泡形成,其中一些组合的卵泡可发育到排卵前卵泡[2],这一发现表明,OC向GC传递“成熟信息”.OC能够刺激腔前卵泡GC产生kit配基(KL)/SCF,受体kit位于OC及TC.KL或kit缺失的小鼠,卵泡发育和卵子发生出现异常.分离新出生的大鼠卵巢,离体后加入重组KL培养5~14d,生长启动的原始卵泡数较对照组有明显增多,其作用可被c-kit抗体完全阻断[3].当OC生长到足够大时,可能来自OC的旁分泌信号便转为抑制信号,抑制GC合成KL.我们分离出生当天大鼠卵巢体外培养8d,发现SCF可以促进原始卵泡向初级卵泡转化,SCF可以通过上调抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表达,显著抑制体外培养的卵巢中OC的凋亡(图1)[1],在此调控过程中可能有PI-3K/AKT信号通路的参与(图2)[4],证明早期发育卵泡的OC表达类固醇生成因子-1(SF-1)、甾类激素生成快速调节蛋白(StAR)和P450芳香化酶(P450arom)mRNA,SCF能提高SF-1和StAR的表达水平,并在基因水平上增加P450arom的表达.另外,SCF可以抑制GC中FSHRmRNA的表达.总之,在卵泡发育的早期阶段,SCF似乎可以刺激OC产生雌激素,而抑制GC的分化,而卵泡发育末期雌激素的主要来源是GC[4].最近的研究报道,SCF和c-kit形成的复合体,在卵巢发育整个过程中都是必需的.SCF和c-kit在维持黄体分泌孕酮过程中也起重要作用[5,6].SCF(KL)可以促进膜间质细胞(TIs)的ERK1/2磷酸化,通过ERK1/2通路刺激膜间质细胞的功能促进早期卵泡生长.OC分泌的TGF-β家族的几个成员分子是近几年受关注的焦点之一,特别是GDF-9(生长分化因子-9),BMP-15(骨髓形态发生蛋白-15,也称为GDF-9B),BMP-6等.在卵泡发生早期,到形成次级卵泡之前,第50卷第21期2005年11月评述图1SCF对体外培养卵巢的抗凋亡作用(引自金萱等人[1])(a)~(g)原位3′末端标记凋亡的核.(a)未经处理的卵巢.高倍镜放大显示凋亡染色定位在卵母细胞核(箭头所示).(b)100ng/mLSCF处理2d;(c)SCF加c-kit抗体处理.(d)SCF加IgG.(e)SCF加MEK的抑制剂U0126;(f)SCF加PI-3K的抑制剂LY2940...