絕大多數關于哺乳動物卵母細胞發育的實驗數據，皆源于地球標準重力（1g）條件下。然而，隨著載人航天任務的推進，微重力對生殖系統的潛在干擾正日益引起關注。已有研究表明，微重力可顯著改變細胞骨架與能量代謝等。因此，對高度依賴結構穩定與精密能量調控的卵母細胞而言，其反應可能更為劇烈。

盡管在20世紀90年代已實現非洲爪蟾（Xenopus laevis）和青鳉魚（Oryzias latipes）的太空繁殖，哺乳動物卻尚未完成從交配到分娩的全過程。哺乳動物卵母細胞異常高的非整倍性發生率提示其在太空環境中可能面臨獨特挑戰。然而，這種高敏感性是否限制了哺乳動物在太空中的正常繁殖，這一問題目前仍缺乏相關研究。

近日，中國科學院深圳先進技術研究院生物醫藥與技術研究所能量代謝與生殖研究中心張鍵團隊與雷曉華團隊合作，在微重力環境下卵母細胞減數分裂損傷的研究方面取得了新進展。該研究團隊利用旋轉細胞培養系統構建模擬微重力（SMG）模型，系統評估小鼠卵母細胞在SMG環境下的減數分裂動態與能量代謝等，為空間卵母細胞減數分裂損傷機制與干預手段提供了新的見解。相關成果以“The Critical Role of Enhanced OXPHOS and Mitochondrial Hyperpolarization in Simulated Microgravity-Induced Oocyte Maturation Arrest”發表于Advanced Science上。

該研究顯示SMG誘導小鼠卵母細胞獨特的能量代謝損傷，表現為增加的氧化磷酸化（OXPHOS）與線粒體膜電位超極化，這不同于卵母細胞在常規重力下其他暴露所引起的能量代謝損傷，表明微重力與卵母細胞兩者的特殊性。與此同時，SMG加速減數分裂進程，但延遲了微管組裝中心（MTOC）融合，最終引起卵母細胞成熟阻滯。該研究針對加速的減數分裂進程，使用了后期促進復合體抑制劑（APCin）進行分裂期延長。結果表明延長分裂期改善了紡錘體組裝與MTOC融合，最終恢復SMG下卵母細胞第一極體（PB1）排放情況。該研究為微重力下卵母細胞成熟與空間雌性生殖提供了理論依據，并為未來開發空間生殖干預提供了潛在方案。

中國科學院深圳先進技術研究院醫藥所能量代謝與生殖研究中心主任張鍵研究員、雷曉華研究員與楊雅莉助理研究員為該論文通訊作者，張鍵研究員團隊的葛磊博士為第一作者。該研究獲得國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市醫學研究專項資金、深圳市科技創新局、深圳市代謝健康重點實驗室、深圳市代謝與生殖靶向投遞技術概念驗證中心、深圳中歐創新醫藥與健康研究中心等支持。

模擬微重力損傷小鼠卵母細胞成熟機制與干預方案圖

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