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环鸟苷酸(c GMP)信号在哺乳动物卵母细胞成熟中的作用中引起了人们广泛的关注,但在鱼类中的作用尚不清楚。在本研究中,我们以斑马鱼为模型,首次在鱼类中证实了c GMP参与鱼类卵母细胞的成熟,但是我们发现c GMP在调控鱼类卵母细胞成熟过程中的作用模式与哺乳动物不同。有趣的是,我们发现无论是激活或抑制完全生长期卵泡中的NO/s GC/c GMP通路,都会刺激卵母细胞的成熟。c GMP通过PDE3和PKG途径发挥作用,这两条途径是自发成熟和c GMP调控的卵母细胞成熟所必需的。同时我们检测到,在卵母细胞成熟过程中,一氧化氮和c GMP的含量都受黄体生成素(Luteinizing hormone,LH)的调控。本研究所取得的主要研究结果如下:(1)c GMP可被利钠肽(natriuretic peptide,Np)系统和一氧化氮(nitric oxide,NO)系统所调控,且Np系统和NO系统成员在斑马鱼卵巢中都有表达。在Np系统中,发现有6种配体(nppa,nppb,nppc1,nppc2,nppc3,and nppc4)和4种受体(npr1(npr1b),npr1a,npr2,npr3)。在NO系统中,与哺乳动物类似,斑马鱼的卵巢内有3种一氧化氮合酶NOS(nos1,nos2a和nos2b)和4种受体s GC(gucy1a2,gucy1a3,gucy1b2和gucy1b3)。(2)鱼类Np系统可能并不参与卵子成熟的过程。我们设计和合成斑马鱼Nppc1,Nppc2,Nppc3,Nppc4,Nppa,Nppb的成熟肽,对完全生长期卵泡进行体外孵育,发现并不能显著影响卵母细胞成熟。(3)激活NO/s GC/c GMP信号可诱导卵子成熟。我们利用两种一氧化氮的供体SNAP和NOC-5,两种s GC的激活剂protoporphyrin IX和YC-1,以及两种c GMP的类似物8-Br-c GMP和db-c GMP对完全生长期卵泡进行体外孵育,发现都能显著性升高卵母细胞成熟率。(4)抑制NOS/NO/s GC信号可诱导卵母细胞成熟。我们利用三种NOS的抑制剂L-NAME、AG和Vinyl-L-NIO,一种NO的清除剂PTIO,一种s GC的抑制剂ODQ,对完全生长期卵泡进行体外孵育,发现都能明显促进卵母细胞成熟。(5)抑制PKG与PDE3可抑制卵母细胞的自发成熟。我们利用PKG的抑制剂kt5823和PDE3的抑制剂cilostamide,对完全生长期卵泡进行体外孵育,发现在时间梯度和浓度梯度上都能显著性抑制卵母细胞成熟。(6)c GMP诱导的鱼类卵母细胞成熟过程,是通过PKG和PDE3途径。PKG的抑制剂kt5823和PDE3抑制剂cilostamide,分别能够抑制NO/s GC/c GMP系统在激活和抑制两种状态下的促进作用。证明c GMP对卵母细胞成熟的诱导作用,是通过了PKG以及PDE3途径,这两条途径是自发成熟和c GMP调控的卵母细胞成熟所必需的。(7)在斑马鱼的卵母细胞成熟过程中,LH可以调控一氧化氮和c GMP在卵泡、滤泡层以及卵母细胞内的含量。具体表现为人绒毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin,h CG)注射后,滤泡层细胞中的c GMP含量升高,在整个卵泡和卵母细胞内含量降低,而一氧化氮在滤泡层细胞和整个卵泡中含量升高,在卵母细胞内含量变化不明显。这些发现促使我们提出了一个关于斑马鱼卵母细胞成熟中c GMP起双重作用的假说:在LH刺激发生前,滤泡层细胞内产生的c GMP通过通道连接(gap junction)进入卵母细胞内,抑制PDE3对c AMP的水解,进而阻滞卵母细胞的减数分裂过程。LH信号刺激后,滤泡层细胞内升高的NO和c GMP通过PKG途径促进卵母细胞成熟,卵母细胞内的c GMP浓度降低,PDE3对c AMP的水解作用加剧,进而加速卵母细胞的成熟。目前,我们仅发现一氧化氮信号通路在通过c GMP调控斑马鱼卵母细胞成熟的过程中比较重要,利钠肽家族在其中所起的作用还值得进一步研究。这些结果有助于我们更好地理解鱼类卵母细胞成熟的机制。