豫见生殖 | NLRP4E通过SRC和CDC42调控卵母细胞减数分裂期间肌动蛋白帽形成
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2025-01-06 17:50
北京
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近年来，国内外生殖医学领域学术研究十分活跃，而阅读文献是临床医生的必修课，也是了解前沿知识的重要途径。为使各位同道更好地理解生殖医学相关文献的创新点和主体思想，妇产医典携手郑州大学第三附属医院生殖健康医院管一春教授团队推出【豫见生殖】学术专栏，定期翻译整理国内外生殖医学领域的研究进展，拎出文献研究最核心内容，精准发力，帮助大家快速了解并掌握文献精粹。
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本研究深入探讨了NLRP4E（核苷酸结合寡聚化结构域、富含亮氨酸重复序列和嘌呤结构域家族成员）在卵母细胞减数分裂中的关键作用，揭示了其在肌动蛋白帽形成和纺锤体迁移中的重要功能。研究结果不仅增进了我们对卵母细胞减数分裂机制的理解，也为女性生育力的研究提供了新的视角。这项工作是生殖生物学领域的重要进展，对于开发新的生育治疗策略具有潜在的指导意义。
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越来越多的证据表明NLR（NOD样受体）蛋白在生殖系统中扮演着重要角色。例如，NLRP5（也称为MATER）是SCMC（亚皮质母体复合体）的重要亚单位，对合子通过两细胞阶段至关重要。NLRP7的突变可以导致流产、水泡状胚胎和胎儿生长受限等生殖问题。NLRP14是原始生殖细胞（PGC）样细胞分化的关键调节因子，敲除NLRP14会导致小鼠的不孕。此外，NLRP14还通过维持NCLX（线粒体Na+/Ca2+交换器）的稳定性来调节早期胚胎发育中的钙稳态。尽管NLRP家族的其他成员在上述过程中发挥作用，但尚无研究显示它们在卵母细胞第一次减数分裂过程中调控肌动蛋白帽形成或纺锤体的迁移。据报道，NLRP4E为女性生育力的一个候选蛋白，但其功能尚不清楚。基于NLRP4E在卵母细胞中的表达模式以及在Foxo3a敲除卵巢中表达水平的变化，研究者假NLRP4E可能是卵母细胞减数分裂中必需的母体因子。因此，本研究旨在探究NLRP4E在卵母细胞减数分裂中的作用，特别是其在肌动蛋白帽形成和纺锤体向帽区迁移中的功能。本研究旨在探究NLRP4E在卵母细胞减数分裂中的作用，尤其是其在调控肌动蛋白帽形成和纺锤体向帽区迁移过程中的功能。该实验采用免疫荧光、逆转录聚合酶链式反应( RT-PCR )和蛋白质印迹法检测NLRP4E和相关蛋白在小鼠卵母细胞中的定位和表达水平。采用小干扰RNA ( siRNA )和抗体转染敲低NLRP4E和其他蛋白。免疫沉淀-质谱法鉴定与NLRP4E相互作用的潜在蛋白。用免疫共沉淀( Co-IP )法验证蛋白相互作用。将野生型( WT )或突变型NLRP4E信使RNA ( mRNA )注射到卵母细胞中进行补救实验。采用体外磷酸化实验检测NLRP4E对类固醇受体共激活因子( SRC )的激活作用。NLRP4E在卵母细胞中的表达量高于其他NLRP4成员。NLRP4E敲低显著抑制了肌动蛋白帽的形成和纺锤体向帽区的迁移，导致第一次减数分裂末期极体排出失败。从机制上看，GRIN1和GANO1通过Ser429和Thr430位点磷酸化激活NLRP4E；在纺锤体迁移过程中，p-NLRP4E移位并在肌动蛋白帽区域聚集。接下来，该实验进一步发现p-NLRP4E在Tyr418位点直接磷酸化SRC，而p-SRC负向调控p-CDC42-S71，p-CDC42是CDC42的一种无活性形式，促进GTP结合形式下的肌动蛋白帽形成和纺锤体迁移。促进肌动蛋白帽形成和GTP结合形式的纺锤体迁移。讨论部分总结了NLRP4E在卵母细胞减数分裂中的独特作用，强调了其在肌动蛋白帽形成和纺锤体迁移中的重要性。此外，该实验首次表明敲低NLRP4E显著抑制纺锤体向肌动蛋白帽的迁移；以及NLRP4E敲低显著降低了帽区内肌动蛋白丝和关键帽蛋白ARP3的强度，同时表明了NLRP4E与关键激酶SRC和CDC42的相互作用。所有这些证据都表明了NLRP4E的特定功能。本文还指出了NLRP4E敲低对卵母细胞质量和减数分裂进程的影响，并提出未来研究的方向，以便更全面地了解NLRP4E在生殖生物学，尤其是在女性生育力和卵母细胞成熟过程中的作用。该实验首次发现NLRP4E在卵母细胞内NLRP4家族成员中占主导地位，尤其是在第一次减数分裂中参与肌动蛋白帽的形成和纺锤体向帽区的迁移，其主要机制可能是p-NLRP4E通过Tyr418位点的磷酸化激活SRC，而p-SRC随后通过下调其Ser71位点的磷酸化激活CDC42 （以GTP结合形式）。此外，p-SRC促进肌动蛋白帽的形成。但关于NLRP4E在卵母细胞减数分裂过程中的功能机制还有待进一步研究。
郑州大学第三附属医院生殖健康医院主治医师，妇产科生殖医学硕士。从事生殖医学实验室工作，熟练掌握人工授精、体外授精-胚胎移植、胚胎冷冻复苏等相关实验室技术，具有扎实的生殖医学理论基础。主持河南省科技攻关联合共建项目一项，参与河南省卫生厅项目多项。
排版 | 温洁
审核 | June
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