钙离子介导的卵母细胞冻融性损伤的初步研究

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卵母细胞冷冻复苏后的复苏率、受精率、胚胎发育率和成活率一直不理想,导致这种现象的原因比较复杂,其中胞内钙离子浓度的升高可能是发育率降低的一个重要原因。为了探究细胞内钙离子的改变对卵母细胞造成的影响,本研究通过透射电子显微镜、激光扫描共聚焦显微镜等对冷冻前后各组卵母细胞的超微结构、精子穿透、透明带消化、发育率以及钙离子浓度和波动进行研究。结果发现:  (1)透射电子显微镜下,新鲜对照组、毒胡萝卜素(Thapsigargin,TG)处理组、2-氨基乙氧基苯硼酸(2-Aminoethoxydiphenyl borate,2-APB)处理组卵母细胞的透明带和线粒体结构都比较完整;而冷冻组、TG冷冻组卵母细胞的冷冻损伤较严重,透明带变宽,边缘处破损,卵周隙变宽,线粒体结构模糊不清;2-APB冷冻组卵母细胞损伤较轻,透明带和线粒体等细胞器结构只有部分出现模糊。  (2)透明带消化时间和透明带结合精子个数:2-APB冷冻组(230.5±7.14,4.17±1.11)、TG冷冻组(172.5±5.91,1.17±1.03)、冷冻组(221.22±9.46,2.75±1.29)与新鲜对照组(300.14±7.45,8.00±2.45)相比透明带消化时间均显著降低、透明带结合精子个数也显著减少(P<0.05);而2-APB冷冻组与TG冷冻组和冷冻组相比透明带消化时间显著升高、透明带结合精子个数也显著增加(P<0.05)。  (3)从各组的发育率结果发现,冷冻组(59.39%)、TG处理组(71.91%)和TG冷冻组(52.29%)、2-APB处理组(85.71%)和2-APB冷冻组(66.39%)的卵裂率与新鲜对照组(79.45%)相比,均有显著性差异(P<0.05);TG冷冻组(52.29%)的卵裂率与TG处理组(71.91%)相比,显著降低(P<0.05);2-APB冷冻组(66.39%)与2-APB处理组(86.03%)卵裂率相比,显著降低(P<0.05)。  (4)激光扫描共聚焦显微镜检测发现,各实验组的细胞内钙离子浓度,组间均有显著性差异(P<0.05),其中2-APB冷冻组(122.21±4.33)与TG冷冻组(146.87±7.49)、冷冻组(139.70±6.00)相比,细胞内钙离子浓度显著降低(P<0.05)。检测细胞内钙离子的浓度波动发现,对照组钙离子一直保持动态稳定状态,处理组、TG组、2-APB组都明显地出现钙振荡,2-APB组钙震荡的峰值都明显低于另外两组,且整个钙震荡持续的时间也比另外两组短。  结果表明,TG会使胞内钙离子的浓度升高,使透明带硬化、破损程度更加严重,发育率降低;而使用2-APB处理冷冻卵母细胞能够一定程度上地降低胞内钙离子的浓度,使卵母细胞损伤程度降低,发育率升高,因此2-APB可被应用在细胞冷冻过程中降低冷冻对卵母细胞的损伤。
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