论文部分内容阅读
重力的改变会影响生物机体的各种机能，本文为探讨模拟微重力对小鼠卵母细胞体外成熟的影响，采用转壁式生物反应器产生的模拟微重力条件对小鼠卵母细胞进行体外成熟培养，以平面培养作为1g重力条件的对照，研究模拟微重力条件下小鼠卵母细胞体外成熟的发育模式。
⑴小鼠卵母细胞在不同重力条件下进行体外成熟培养后，以卵母细胞排出第一极体为判定卵母细胞成熟的标准。结果表明：模拟微重力条件下体外培养的小鼠卵母细胞的成熟率显著低于1g重力条件下的成熟率。模拟微重力条件下培养后的卵母细胞存在多种形态：正常排出极体；胞质中形成突起但未排出极体；排出的极体旁形成突起；卵周隙出现大量颗粒。模拟微重力条件下小鼠卵母细胞的成熟率为8.95％，显著低于1g重力条件下72.5％；模拟微重力条件下培养的小鼠卵母细胞的突起率为13.03％，1g重力条件下培养的卵母细胞未出现该现象；模拟微重力条件下培养的卵母细胞卵周隙颗粒率为12.96％，1g重力条件下培养的卵母细胞未出现该现象。模拟微重力抑制小鼠卵母细胞的体外成熟。
⑵通过体外受精和体外早期胚胎培养以评价模拟微重力条件下成熟的小鼠卵母细胞的质量优劣。结果表明，模拟微重力条件下体外成熟的小鼠卵母细胞基本不具备受精能力，模拟微重力条件下成熟的卵母细胞受精率为0；1g重力条件下体外成熟的小鼠卵母细胞的受精率为35.82％，2—细胞胚率为20.94％。
⑶通过免疫化学荧光法，定位两种重力条件下体外培养的小鼠卵母细胞的减数分裂器，探讨模拟微重力对小鼠卵母细胞减数分裂器结构的影响。结果显示：1g重力条件下培养的卵母细胞能形成结构完整的减数分裂器，同源染色体在微管的作用下分离，卵母细胞排出第一极体。模拟微重力条件下，卵母细胞难以形成结构完整的减数分裂器，模拟微重力可能影响卵母细胞的微管系统，微管无法聚集形成纺锤体，导致同源染色体分离失败，卵母细胞无法排出第一极体。提示微管系统可能是卵母细胞感受重力的主要细胞结构。
⑷通过透射电子显微镜观察两种重力条件下培养的小鼠卵母细胞的超微结构，探讨模拟微重力对小鼠卵母细胞超微结构的影响。结果显示，1g重力条件下培养的小鼠卵母细胞的线粒体、高尔基体、光面内质网等细胞器结构正常，皮质颗粒分布于质膜下，卵母细胞整体的超微结构正常。模拟微重力条件下培养的卵母细胞，一类卵母细胞的胞质出现大量空泡结构，溶酶体增多，与溶酶体伴行的线粒体体积增大，卵周隙扩大，卵周隙出现大量空泡结构，这些空泡可能来源于胞质溶酶体的排出；另一类卵母细胞卵周隙出现大量颗粒结构，这类卵母细胞的胞质无明显的空泡结构，无明显的溶酶体结构，卵周隙扩大，卵周隙的颗粒周围布满微绒毛，颗粒的内容物与胞质内容物一致。这些现象表明模拟微重力可能损伤小鼠卵母细胞的超微结构。
⑸用小鼠后肢悬空模型研究模拟微重力对小鼠卵母细胞体内成熟的影响，探讨后肢悬空模型是否适用于研究模拟微重力对母鼠繁殖机能的影响。结果表明，尾吊组小鼠卵母细胞的成熟率为14.54％，显著低于对照组的成熟率38.17％；突起率为9.14％，卵周隙颗粒率为9.58％；分别显著高于对照组的突起率1.23％，卵周隙颗粒率1.49％。尾吊处理组与体外模拟微重力组比较，尾吊处理组体内成熟的卵母细胞，类似于模拟微重力条件下体外培养出现的现象。表明小鼠后肢悬空模型可能适用于地面研究模拟微重力对母鼠繁殖机能的影响。
⑹采用小鼠基因芯片对不同重力条件下培养的卵母细胞进行全基因组扫描，以找出不同重力条件下卵母细胞基因表达的差异，探讨重力影响卵母细胞体外成熟的分子机制。结果显示，模拟微重力条件下与1g重力条件下成熟的卵母细胞的基因表达谱存在较大的差异，这些差异是造成模拟微重力条件下成熟卵母细胞受精能力极低的原因。模拟微重力条件下，主要影响卵母细胞的MAPK激酶，卵母细胞的微管系统以及高尔基体相关基因的表达；提示模拟微重力作用于体外培养的卵母细胞的途径可能是MAPK激酶、微管系统以及高尔基体。