YWHAZ蛋白在小鼠卵母细胞第一次减数分裂过程中的功能研究

The molecular mechanism of oocyte meiosis in mammal remains poorly understood. Investigation of key proteins regulating oocyte meiosis has become a hot topic in the study of animal reproduction. According to recent findings, certain members of the YWHA family are involved in oocyte meiosis. Our preliminary results also suggest that the YWHAZ protein is expressed in mouse oocytes and Ywhaz knockdown in GV-stage oocytes results in resumption of meiosis I. However, the exact molecular mechanism for the involvement of YWHAZ in regulating oocyte meiosis remains unclear. Based on our previous research, this project is aimed to further investigate the physiological function of YWHAZ in oocyte meiosis I by employing a series of techniques, including gene overexpression, antisence morpholino oligos and mRNA mutation, in combination with microinjection. The successful completion of this project will demonstrate the physiological function of YWHAZ, as well as its role in regulating oocyte meiosis in mouse, and provide new insights into the molecular mechanism underlying oogenesis and oocyte meiosis in mammals.

目前，哺乳动物卵母细胞减数分裂的分子机制尚未被完全阐明，研究调控卵母细胞减数分裂的关键蛋白仍是动物繁殖学的热点之一。近来研究表明YWHA蛋白家族部分成员参与了哺乳动物卵母细胞的减数分裂过程。我们前期研究也证实YWHAZ蛋白在小鼠卵母细胞中表达且在GV期卵母细胞中沉默Ywhaz基因导致卵母细胞减数分裂重启。然而，YWHAZ蛋白参与调控小鼠卵母细胞减数分裂的具体分子机制不详。本课题在前期工作的基础上拟以小鼠卵母细胞为研究对象，采用基因过表达、反义寡核苷酸、mRNA突变以及显微注射等技术进一步研究YWHAZ蛋白在小鼠卵母细胞第一次减数分裂过程中的生理功能。本项目的顺利实施，将揭示YWHAZ蛋白的生理功能及其参与调控小鼠卵母细胞第一次减数分裂的分子机制，为阐明哺乳动物卵母细胞减数分裂的分子机理提供参考，也为深入研究哺乳动物卵子发生过程中的分子机制奠定基础。

前期研究证实YWHAZ蛋白在小鼠卵母细胞中表达且在GV期卵母细胞中沉默Ywhaz基因导致卵母细胞减数分裂重启。然而，YWHAZ蛋白参与调控小鼠卵母细胞减数分裂的具体分子机制不详。本课题在前期工作的基础上以小鼠卵母细胞为研究对象，采用qRT-PCR、免疫组化、免疫荧光、免疫印迹、基因过表达、反义寡核苷酸、RNAi、免疫共沉淀等技术进一步研究了YWHAZ蛋白在小鼠卵母细胞第一次减数分裂过程中的生理功能。结果表明：YWHAZ及其磷酸化蛋白（YWHAZSer58、YWHAZThr232、YWHAZSer184/186）在小鼠不同组织中均表达，在卵巢中，YWHAZ蛋白及磷酸化蛋白主要存在于卵巢组织不同时期的卵泡中。在卵母细胞第一次减数分裂过程中，YWHAZ及其磷酸化蛋白表达各异，在细胞质和细胞核中均存在，过表达的YWHAZ蛋白主要分布于胞质中。在小鼠卵母细胞第一次减数分裂过程中，相对YWHAZ蛋白的表达，YWHAZ磷酸化蛋白的修饰水平明显增高。在GV期卵母细胞中过表达Ywhaz将导致GVBD率显著降低（p < 0.05），通过siRNA或MOs沉默Ywhaz将导致GVBD率显著升高（p < 0.05）。在GV期卵母细胞中，PKB/Akt磷酸化YWHAZ的Ser58位点，JNK1磷酸化YWHAZ的Ser184/186位点，Csnk1a1/CKI磷酸化YWHAZ的Thr232位点。进一步研究发现YWHAZ蛋白与磷酸化的CDC25B蛋白（CDC25BSer149、CDC25BSer186、CDC25BSer321和CDC25BSer351）存在相互作用，把CDC25B蛋白锚定在GV期卵母细胞胞质中，当YWHAZ蛋白发生磷酸化时，其自身形成的二聚体解离，释放出CDC25B，进而重启卵母细胞的第一次减数分裂。该研究为YWHAZ蛋白参与调控小鼠卵母细胞第一次减数分裂过程所起的关键作用提供新的见解，也为哺乳动物卵母细胞第一次减数分裂分子机制的阐明提供参考。