【摘 要】
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在哺乳动物中,合子基因组激活之前,早期胚胎发育依赖于卵母细胞携带的基因,同时卵母细胞质中含有丰富的营养物质供胚胎细胞增殖分裂。卵母细胞成熟作为早期胚胎发育过程中的前一环节,是胚胎正常发育的基础,其中包括减数分裂引起的核成熟,相关蛋白和mRNA积累产生的胞质成熟。若卵母细胞成熟中营养环境改变,可影响其发育能力,进而使得胚胎各个时期发育状况改变。铜离子具有氧化还原活性,并作为与细胞呼吸、自由基解毒和铁
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在哺乳动物中,合子基因组激活之前,早期胚胎发育依赖于卵母细胞携带的基因,同时卵母细胞质中含有丰富的营养物质供胚胎细胞增殖分裂。卵母细胞成熟作为早期胚胎发育过程中的前一环节,是胚胎正常发育的基础,其中包括减数分裂引起的核成熟,相关蛋白和mRNA积累产生的胞质成熟。若卵母细胞成熟中营养环境改变,可影响其发育能力,进而使得胚胎各个时期发育状况改变。铜离子具有氧化还原活性,并作为与细胞呼吸、自由基解毒和铁代谢相关的酶的辅助因子。铜在卵母细胞体外成熟的研究主要集中在牛,然而铜对猪卵母细胞体外成熟（IVM）及其体外受精（IVF）后胚胎发育的影响鲜见。因此,本研究旨在研究铜对猪卵母细胞IVM和IVF后胚胎发育的影响,为明确铜与卵母细胞发育能力以及IVM期间铜的合理添加提供依据。猪卵母细胞IVM期间,在成熟培养基中添加不同浓度的Cu2+（0μg/mL、1μg/mL、2μg/mL和3μg/mL）,然后分析卵母细胞核成熟、细胞内谷胱甘肽（GSH）和活性氧（ROS）水平、卵丘扩张、相关基因（成熟、氧化还原和铜转运基因）mRNA表达水平、IVM后培养液铜浓度降低水平和卵母细胞IVF后胚胎发育能力。结果显示,1)IVM 44 h后,与对照组相比,1μg/mL Cu2+组减数第二次分裂中期的卵母细胞数量显著增加（P＜0.05）;1μg/mL和2μg/mL Cu2+组的卵丘细胞扩张面积显著高于其他各组;2μg/mL Cu2+组细胞内GSH水平显著高于对照组（P＜0.05）;在各个Cu2+处理组中与发育能力相关PCNA mRNA相对表达水平显著升高（P＜0.05）,与成熟相关GDF9 mRNA相对表达水平在1μg/mL铜组显著升高（P＜0.05）;2)添加铜降低了细胞内ROS水平(1μg/mL和2μg/mL Cu2+组)（P＜0.05）;在各个Cu2+处理组中均观察到SOD1 mRNA相对表达水平显著升高的增加（P＜0.05）,并且在3μg/mL Cu2+组NRF2转录水平升高（P＜0.05）,在1μg/mL和2μg/mL铜组有下降趋势,两者与抗氧化反应相关;3)IVM后培养液铜浓度降低水平显著升高,各组间差异显著（P＜0.05）;在各个Cu2+处理中均观察到CTR1 mRNA相对表达显著提高（P＜0.05）,ATP7A mRNA相对表达显著下降（P＜0.05）,两者调节铜在细胞内的吸收与转运;4)通过对IVF后胚胎发育的评价,1μg/mL、2μg/mL Cu2+组的卵裂率显著高于对照组（P＜0.05）,囊胚形成率在1μg/mL Cu2+组显著提高（P＜0.05）,囊胚细胞数在各个Cu2+处理组有上升趋势。综上所述,在IVM试验中,在成熟液中添加适当浓度的铜,使得卵母细胞上调CTR1mRNA表达、下调ATP7A mRNA相对表达,引起细胞铜摄入增加,1μg/mL和2μg/mL Cu2+处理促进猪卵母细胞成熟,主要通过调节SOD1和NRF2表达,降低卵母细胞的氧化应激和提高胚胎发育潜能。
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