卵母细胞激活过程中钙信号和线粒体代谢相互调节机制的研究

基本信息
批准号:81901477
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:王峰
学科分类:
依托单位:中国科学院动物研究所
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
线粒体卵母细胞钙离子振荡内质网辅助生殖技术
结项摘要

Abnormal body metabolism such as hypertension, hyperglycemia and hyperlipidemia will cause long-term stress in the oocyte endoplasmic reticulum and mitochondria, which seriously damage the quality of oocytes, leading to more ovulation disorders and lower pregnancy rates in women. After oocyte fertilization, the Ca2+ elevation in the cytoplasm is first initiated, and then the energy supplier mitochondria transition from the resting state to the excited state. However, there are few reports on the mechanism of Ca2+ and mitochondrial interaction during fertilization. Our previous study showed that the [Ca2+]i oscillations were significantly inhibited after mitochondria were depolarized during oocyte activation. This indicates that the maintenance of the [Ca2+]i oscillations requires continuous supply of energy. In this study, by using inhibitors of various Ca2+ channels on different membranes, we will observe disturbed [Ca2+]i oscillations patterns, mitochondrial metabolism deregulations during oocyte activation process, to study the mechanism by which mitochondrial energy metabolism is initiated by [Ca2+]i oscillations. The research results of this project can not only provide a new understanding for regulation of mammalian oocyte mitochondria by Ca2+, but also provide a theoretical basis for improving the quality of clinically assisted reproductive embryos and treating infertility.

高血压、高血糖和高血脂等代谢异常会造成卵母细胞内质网和线粒体等细胞器长期处于应激状态,严重损伤卵母细胞质量,导致妇女生殖力下降。卵母细胞受精激活首先启动细胞质中Ca2+浓度升高,随后线粒体从整体静息状态向激发状态转变。但有关卵母细胞激活过程中Ca2+和线粒体相互调控的机制还鲜有报道。前期研究结果表明,线粒体去极化可以明显抑制卵母细胞激活后的[Ca2+]i振荡,说明[Ca2+]i振荡的长期维持需要能量供应。本研究拟采用不同Ca2+通道抑制剂,扰乱[Ca2+]i振荡模式,观察线粒体代谢在卵母细胞激活过程中的变化,推测[Ca2+]i振荡启动线粒体能量代谢的机制,并尝试补偿体外成熟MII卵母细胞中Ca2+积累,提升卵母细胞激活效率。本项目研究成果不仅可以为理解哺乳动物卵母细胞Ca2+变化和线粒体功能相互调控机制提供新的认识,且可为提高临床辅助生殖胚胎质量,治疗女性不孕提供理论依据。

项目摘要

卵母细胞激活效率低下是受精和胚胎发育失败的最大挑战。卵母细胞停滞在第二次减数分裂的中期,直到受精起始[Ca2+]i振荡,恢复并完成第二次减数分裂,形成受精卵。线粒体功能和细胞内[Ca2+]i振荡是影响卵母细胞发育潜能的两个关键因素,而Ca2+在卵母细胞激活的调节过程中起关键作用。我们旨在了解卵母细胞中线粒体功能与Ca2+信号之间的相关性。.首先,我们使用了位于膜上的各种Ca2+通道抑制剂,包括SERCAs、TRPM7、T型Ca2+通道、Orai1抑制剂,以研究它们在卵母细胞激活过程中的作用。结果表明,SERCAs、TRPM7和T型Ca2+通道对于启动和维持[Ca2+]i振荡非常重要。.线粒体代谢从静止状态到激发态的转变需要[Ca2+]i振荡。三个线粒体膜定位Ca2+通道抑制剂包括抑制剂RU360、CGP37157和Erastin使MCU、NCLX和VDAC失活。Erastin和CGP37157均抑制线粒体活性,同时减弱了[Ca2+]i/[Ca2+]m振荡,从而引起发育阻滞。因此,NCLX和VDAC是调节卵母细胞激活的两种线粒体相关Ca2+转运蛋白。.Ca2+,尤其是线粒体基质中的Ca2+([Ca2+]m),在线粒体能量补充中起着关键作用。引入编码的线粒体基质Ca2+探针(Mt-GCaMP6s),以观察卵母细胞成熟和激活过程中[Ca2+]m的动态变化。我们发现,在卵母细胞成熟过程中,围绕细胞核的活跃线粒体显示出更高的[Ca2+]m。在卵母细胞孤雌激活过程中,Ca2+动态变化的模式在细胞质和线粒体中是同步的。卵母细胞染色体周围较高的[Ca2+]m线粒体可能在刺激线粒体能量以钙调蛋白反应性卵母细胞纺锤体形成中具有潜在作用。而在细胞质和细胞核区域中同步的Ca2+功能对于卵母细胞有序激活很重要。.综上,卵母细胞的Ca2+和线粒体代谢之间存在紧密的相互调控关系。改善Ca2+和线粒体调控途径有望提升临床卵母细胞体外激活效率,提升辅助生殖成功率。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
3

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
4

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022
5

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-2397.2020.05.013
发表时间:2020

王峰的其他基金

批准号:51808053
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773296
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61107074
批准年份:2011
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11002163
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81470633
批准年份:2014
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:30371272
批准年份:2003
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81302194
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51669033
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81660226
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31801904
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660510
批准年份:2016
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81872011
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:40876095
批准年份:2008
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:51108331
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10805041
批准年份:2008
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771520
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51678493
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31471293
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:U1204810
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81672442
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71402049
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21273231
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:81501587
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41176158
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81500327
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301753
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71202008
批准年份:2012
资助金额:21.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51775029
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81202884
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660074
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81171445
批准年份:2011
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:30700704
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:42104031
批准年份:2021
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39670886
批准年份:1996
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:31760338
批准年份:2017
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81171383
批准年份:2011
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:30700186
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705204
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31870123
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31072124
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:41505116
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101048
批准年份:2011
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51875509
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61375016
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:31501896
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51403217
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600491
批准年份:2006
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71774107
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:31570637
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:U1204617
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:50972005
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:61701190
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571023
批准年份:2015
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:30960392
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61103125
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201351
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81873978
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51432003
批准年份:2014
资助金额:360.00
项目类别:重点项目
批准号:81701582
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21073184
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21706238
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71772058
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:91649102
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:60904051
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804146
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61103127
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61901122
批准年份:2019
资助金额:25.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51108287
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51809154
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

加速老化小鼠(SAM)卵母细胞激活过程中线粒体钙影响内质网钙释放的机制

批准号:30972102
批准年份:2009
负责人:朱士恩
学科分类:C1704
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
2

p66shc对绵羊卵母细胞体外成熟过程中线粒体功能调节的研究

批准号:31460598
批准年份:2014
负责人:张家新
学科分类:C1704
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
3

内质网与线粒体相互调控的钙信号系统模拟

批准号:31370830
批准年份:2013
负责人:帅建伟
学科分类:C0504
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
4

重组钙网蛋白激活调节性B细胞及机制研究

批准号:31100633
批准年份:2011
负责人:洪超
学科分类:C0801
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目