miR-130a在原始卵泡激活中的作用及其机制研究

In vitro activation of primordial follicles means a lot for patients with premature ovarian failure or cancer who want to have their own babies. PI3K-AKT-mTOR signaling has been revealed to have a functional role in controlling primordial follicle activation. TSC1/PTEN, as the important negative regulator of this signaling pathway, play an vital role in maintaining the resting state of primordial follicles. Our previous studies found that the expression level of miR-130a was positively correlated with the activation of primordial follicles in neonatal mice; and then miR-130a promoted the proliferation of ovarian granulosa cells and inhibited their apoptosis by inhibiting TSC1/PTEN. These results suggest that miR-130a plays an important role in the activation of primordial follicles. Therefore, this study aims to: 1.construct a mouse model with ovarian over-expressed of miR-130a. Recording the development of follicles and molecular changes such as TSC1/PTEN to reveal the role and mechanism of miR-130a in primordial follicle activation. 2. Establish human primary granulosa cell line with over-expression of miR-130a, then co-culture with ovarian cortex slices, and evaluate the activation efficiency of primordial follicles and the safety of the system. It would provide new idea and target for the in vitro activation of primordial follicles.

原始卵泡体外激活技术对于卵巢早衰及癌症患者的生育力保存具有重要意义，PI3K-AKT-mTOR信号通路在原始卵泡的激活过程中占据核心地位，TSC1/PTEN作为该信号通路重要的负调控因子，具有维持原始卵泡静息状态的作用。预实验结果表明miR-130a表达水平与新生小鼠原始卵泡激活程度呈正相关；miR-130a通过抑制TSC1/PTEN激活mTOR信号通路，促进卵巢颗粒细胞的增殖，抑制其凋亡。提示miR-130a在原始卵泡的激活过程中扮演重要角色，因此本课题旨在1.构建miR-130a过表达小鼠卵巢模型，并监测卵泡的发育情况及TSC1/PTEN等分子变化，揭示miR-130a在原始卵泡激活中的作用及机制；2.建立miR-130a过表达的人类原代颗粒细胞系，与卵巢皮薄片共培养，并评估原始卵泡激活效率及该体系的安全性。为原始卵泡体外激活提供了新思路及新靶点。

原始卵泡体外激活技术常用于卵巢储备功能下降的治疗及癌症患者生育力保存。是指向卵巢皮质薄片体外培养体系中添加小分子化合物，激活皮质片内处于休眠状态的原始卵泡。随后激活的皮质片被移植到患者体内，进一步发育为成熟的卵子，从而恢复患者的生育能力。高效且安全的原始卵泡体外激活是提高生育力的关键。体外重建跟体内相近的原始卵泡激活及发育的微环境无疑是一种理想的激活方式。. 颗粒细胞在卵子发育中具有重要作用，不但提供了卵子发育的绝大部分营养，更重要的是通过传递生长因子，激素及核酸物质（miRNA，mRNA等）调节卵子的发育进程。外泌体在颗粒细胞与卵子之间频繁的物质交换及信息传递中发挥重要作用。许多研究已证明外泌体疗法可以有效改善卵巢功能及卵子质量。因此体外重建卵子发育微环境的重要一环即为重构颗粒细胞与卵子之间信息传递，并定向增加具有促发育功能的外泌体的丰度，从而逆转卵巢皮质片的病理状态，诱导卵子发育。除此之外，在体环境下，微循环系统可以实时清除细胞代谢废物，例如铵离子等。故健康的体外微环境需要一个安全的方法实时去除代谢废物。. 基于此，我们研发了一款微流控器官芯片，用于实现卵巢皮质片的安全且高效的体外激活。利用颗粒细胞电递送区，人工肝区和卵巢组织培养区体外重构卵子发育的微环境。即纳米电穿孔向颗粒细胞内递送miRNA（miR-130a）并刺激其特异性且大量产生具有高丰度miR-130a的外泌体；利用人工肝区实时吸收并去除对卵细胞发育具有毒性的铵离子；卵巢组织培养区，外泌体生产区和人工肝区通过流道与卵巢培养区相连，重构卵子发育的微环境。我们利用新生小鼠卵巢组织评估了其安全性，并证明其可以显著提高原始卵泡体外激活的效率及卵子质量。同时该一体化的外泌体生产及靶向作用系统，为研究外泌体在卵泡发育中的作用机制提供了简便的可视化的研究方法。我们利用该芯片揭示了颗粒细胞来源的外泌体，通过其传递的miR-130a，靶向抑制TSC1, 激活mTOR信号通路，促进细胞增殖，增强细胞抗凋亡能力，最终促进原始卵泡激活。