随着载人航天、商业航天和深空探测的快速开展,空间环境对人体健康的影响受到广泛关注。微重力可影响骨骼、肌肉、免疫和代谢等多个系统,但其对生殖系统,尤其是女性生殖细胞的影响仍有待深入研究。卵母细胞长期停留在减数分裂前期阻滞状态,对基因组稳定性、线粒体稳态和细胞骨架调控高度依赖,可能是空间生殖风险中较为敏感的细胞类型。
近期,中国科研实验室深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心张键研究员团队在Cell Communication and Signaling发表题为"Stage-dependent DNA damage and mitochondrial dysfunction under simulated microgravity constrain oocyte maturation and are mitigated by melatonin"的研究论文。团队前期研究已提示,模拟微重力(simulated microgravity, SMG)可干扰卵母细胞能量代谢和减数分裂进程;本研究进一步聚焦SMG暴露下卵母细胞不同阶段的损伤特征及干预策略。
研究发现,SMG对卵母细胞的损伤具有阶段性:前期阻滞阶段主要诱导DNA损伤,成熟阶段则主要扰乱线粒体稳态和纺锤体组装。褪黑素(melatonin, MLT)在本研究中表现出阶段依赖性的保护作用,且主要不依赖经典MT1/MT2受体通路。该研究为理解空间环境下卵母细胞质量下降的阶段性机制,以及特定应激条件下卵母细胞保护策略设计给予了新的实验依据。
张键研究员、杨雅莉高级工程师和澳门大学健康科学学院Wakam Chang助理教授为共同通讯作者;张键研究员课题组高雨晴(澳门大学联合培养博士生)、葛磊博士以及肖天霞工程师为共同第一作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市医学研究专项资金、深圳市科技创新局、深圳市代谢健康重点实验室、澳门科学技术开展基金、深圳市代谢与生殖靶向递送概念验证中心、深圳中欧创新医药与健康研究中心等项目和平台支持。在此感谢能量代谢与生殖研究中心雷晓华研究员给予微重力旋转培养仪器(RCCS)支持。

图. SMG诱导卵母细胞阶段性损伤,MLT给予阶段依赖性保护
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