线粒体融合蛋白Mfn2调控线粒体功能对卵母细胞成熟和质量的影响

Mitochondria are remarkably dynamic organelles, and play a very important role in the oocyte maturation and development. Mitofusin 2 is conserved, dynamin-like GTPase, which is essential for regulating mitochondrial fusion, energy metabolism and apoptosis. Our previous study showed that the different expression level of Mfn2 was closely related to mitochondrial morphology and function of mice ovaries. However, it is unknown that if Mfn2 affects oocytes maturation and quality by regulates mitochondrial structure and function. In this study, we intend to use gene silencing and gene transfaction techniques to regulate Mfn2 expression in the mice oocytes, and then, we observe some targets to verify our presumption, including the first polar body, spindle, mitochondrial morphology, distribution and fusion, and endoplasmic reticulum, energy metabolism, and the rate of fertilization and blastulation after IVF. We hope this study could confirm that Mfn2 regulates the oocytes quality by controlling mitochondrial function, and provides valuable theoretical basis for the improvement of the clinical pregnancy rate of assisted reproductive technology, but also to seek for the protection for female fertility to a new study points.

线粒体在卵母细胞成熟和发育中发挥着非常重要的作用。线粒体融合蛋白Mfn2可以调节线粒体的融合、能量代谢及细胞凋亡。我们前期研究发现，小鼠卵巢组织中Mfn2表达水平差异与线粒体形态和功能异常密切相关。然而，Mfn2是否通过调节线粒体的功能对卵母细胞成熟及质量有影响，目前尚不清楚。本研究中，我们拟用卵母细胞为研究对象，利用基因沉默和基因转染技术，分别观察基因沉默和增强之后的卵母细胞第一极体出现情况以评价其成熟率，分析卵母细胞纺锤体出现和线粒体融合断裂情况，检测线粒体能量代谢，探讨IVF之后卵子受精率及囊胚形成率的情况,并进而深入探索其影响的分子机制。通过本研究，有助于了解线粒体在卵母细胞发育中的核心地位，了解Mfn2在卵母细胞发育过程中的重要作用，为研究卵母细胞发育提供有前景有价值的分子靶点，从而为提高临床上辅助生殖技术的成功率以及为女性生育力保护研究提供新的思路。

线粒体在卵母细胞成熟和发育中发挥着非常重要的作用。线粒体融合蛋白Mfn2可以调节线粒体的融合、能量代谢及细胞凋亡。我们前期研究发现，小鼠卵巢组织中Mfn2表达水平差异与线粒体形态和功能异常密切相关。然而，Mfn2是否通过调节线粒体的功能对卵母细胞成熟及质量有影响从而影响至植入前胚胎发育，目前尚不清楚。本研究中，我们首先以受精卵为研究对象，观察Mfn2基因沉默之后，受精卵的卵裂和囊胚形成率情况，同时观察受精卵线粒体的功能及凋亡情况；其次，我们以卵母细胞为研究对象，利用基因沉默技术，分别观察了基因沉默之后的卵母细胞第一极体排出情况以评价其成熟率，观察了卵母细胞纺锤体出现情况，检测了线粒体形态分布及能量代谢，同时观察了成熟卵IVF之后受精率及囊胚形成率的情况。结果显示，Mfn2基因沉默之后，受精卵的卵裂率及囊胚形成率显著下降，同时线粒体的功能下降，受精卵凋亡增加；结果表明，Mfn2基因沉默之后，未成熟卵的第一极体排出率降低，纺锤体排列紊乱，未成熟卵培养成熟之后受精率下降，同时线粒体的分布和功能异常。通过本研究，我们发现Mfn2表达水平下降能影响未成熟卵母细胞体外成熟及质量，其作用机制是通过调控线粒体的分布和功能影响了卵母细胞的减数分裂。我们了解了线粒体在卵母细胞发育和早期胚胎发育中的核心地位，发现Mfn2可以作为研究卵母细胞发育的分子靶点，从而为提高临床上辅助生殖技术的成功率以及为女性生育力保护研究提供新的思路。