骨形态发生蛋白对排卵期人卵巢颗粒细胞功能改变的作用机制研究

Oocyte regulates ovulation by regulating granulosa cell functions through growth factor. Bone Morphogenetic Protein (BMP) was found in oocytes and ovarian somatic cells in both human and animals. However, the mechanism of BMP functions on cumulus-oocyte complex (COC) expansion and follicle rupture has not been established. Our previous study discovered that BMP inhibit progesterone production, while stimulating estradiol and hyaluronan production in granulosa cells. The study demonstrated that BMP has the function of inhibiting luteinization and stimulating ovulation by paracrine manner. In the present study, using primary human granulosa cells, we study the role of BMP on COC-related gene and ADAMTS-1 gene expression; the role of progesterone receptor (PR) in the regulation of BMP on ADAMTS-1 gene expression; the functions of BMP on prostaglandin, which is necessary to ovulation, and the different signaling of BMP in these functions. This study aims to discover the role and mechanism of BMP on ovulation related event, including COC expansion and follicle rupture, and provide theoretical supports for clinical purpose: improving IVF protocol and clinical management of infertility disease.

卵母细胞分泌的生长因子通过调节颗粒细胞功能影响排卵。骨形态发生蛋白（BMP）被发现表达在人与动物的卵母细胞和卵巢体细胞中，对卵泡发育，排卵以及黄体化都起着重要作用。然而，BMP对排卵时卵冠丘复合体（COC）膨胀和卵泡破裂的作用及分子机制尚未明确。我们前期研究发现BMP抑制颗粒细胞分泌孕激素，刺激雌激素和透明质酸合成。提示在排卵期，通过旁分泌，BMP具有抑制黄体化并促进COC形成膨胀的作用。本项目将在人原代培养的颗粒细胞中，进一步研究BMP如何调节COC膨胀相关细胞外基质以及卵泡破裂相关ADAMTS-1酶的表达，研究孕激素受体在BMP对ADAMTS-1的基因表达调控中的作用机制，研究BMP对排卵必需的前列腺素调节作用，以及不同BMP信号通路在这些作用中的分子机制。揭示BMP对COC膨胀及卵泡破裂作用的细胞学机制，为其在辅助生殖技术中的应用提供理论依据。

排卵是一个复杂且微调的过程，在此过程中会发生一系列受到严格调控的事件，包括卵丘-卵母细胞复合物（COC）扩张，卵母细胞减数分裂的恢复和卵泡破裂。这些事件均在黄体化之前发生。否则，卵母细胞将被困在卵泡中随着卵泡黄体化而退化。排卵前，在促性腺激素控制及卵泡内生长因子的共同调节下，卵巢颗粒细胞发生一系列功能改变。 在动物模型中，骨形态发生蛋白（BMP）通过抑制早期黄体化作用对于成功排卵至关重要。但是，尚未完全确定BMP在排卵/黄体化过程中的详细功能和潜在机制。在本研究中，使用永生化（SVOG）细胞和原代人颗粒细胞来研究重组人BMP对类固醇激素和COC扩展相关蛋白生产的影响。使用激活素受体样激酶（ALK）抑制剂和靶向ALK和SMAD的小干扰RNA，研究了受体介导的信号传导。 在人类颗粒细胞中，BMP4和BMP7抑制孕激素生成和类固醇生成的急性调节蛋白（StAR）的表达，同时增加雌二醇的生成和芳香化酶的表达。这一事实表明，BMPs可以通过降低孕酮/雌二醇比例来抑制过早的黄体化。 BMP（BMP4，BMP6，BMP7和BMP15）上调透明质酸合酶2（HAS2）的表达和透明质酸的产生以及透明质酸结合蛋白versican的表达。 BMP4还通过TromboSPondin Repeats-1（ADAMTS-1）蛋白质水平和versican蛋白水解切割活性诱导了Disintegrin和金属蛋白酶。这表明BMPs可以促进COC物质形成，同时通过增加versican裂解而失去基质。另外，BMPs对不同基因表达的影响是由ALK抑制剂介导的，这表明人类颗粒细胞具有通过多种BMP I型受体响应这些因素的信号传导能力，但该受体是差异偶联到特定的靶基因或细胞反应。此外，BMP通过激活不同的SMAD信号来调节不同的生物过程：通过经典的SMAD1 / 5/8信号下调孕激素的产生，而通过非经典的SMAD2 / 3信号上调透明质酸的产生。这些发现加深了对BMP在围排卵期生理作用的认识，并可能导致应用于体外受精（IVF）协议的改进。