卵母细胞从原始生殖细胞发育，通过多阶段过程在卵泡中成熟。尽管通常依据卵泡体积和围绕卵母细胞的颗粒层数量来分类其发展阶段，但现有方法未能精确定义这些阶段。此外，卵母细胞的成熟和卵泡生长依赖于与颗粒细胞的双向通信，主要通过细胞因子或生长因子和间隙连接实现。尽管对卵母细胞与体细胞的互动有初步了解，但这些通信的具体因素和调控机制仍然不清楚。
2024年7月2日，同济大学干细胞研究前沿科学中心江赐忠和高睿课题组在Genomics Proteomics Bioinformatics 上发表了题为“ Transcriptome Dynamics and Cell Dialogs Between Oocytes and Granulosa Cells in Mouse Follicle Development ”的文章。这项研究精确分类了卵子和卵泡的发展阶段，并应用先进的超低输入RNA测序技术详细分析了各阶段卵子及其周围颗粒细胞和卵丘细胞的转录组轮廓。研究揭示了卵母细胞与颗粒细胞之间密切的双向通信及其在卵子生成过程中对印迹基因表达的显著影响，为解析卵子和卵泡发育的复杂分子机制提供了新见解，这些发现对提高人类辅助生殖技术的效率具有潜在的重要价值。
文章信息与样本技术方法
结果展示
图1 小鼠OCs和GCs的全局转录组分析
A. 卵母细胞（OC）、颗粒细胞（GC）和卵丘细胞（CC）的卵泡发育各阶段。
B. 卵母细胞、颗粒细胞和卵丘细胞的转录组数据的主成分分析（PCA）。
C. 热图展示了卵母细胞、颗粒细胞和卵丘细胞标志基因的标准化表达水平。
D. & E.参与卵母细胞与颗粒细胞/卵丘细胞交流的两种类型的代表性基因的标准化表达水平：配体与受体之间的互动（Kitl和Kit）和通过间隙连接的分子交换（Gja1和Gja4）
图2 OCs和GCs的基因表达动态
A.卵母细胞（OCs）、颗粒细胞（GCs）和卵丘细胞（CCs）在连续卵泡发育阶段间差异表达基因（DEGs）的数量。
B.从T3b到T4阶段卵母细胞特有的差异表达基因在各卵泡发育阶段的表达水平。
C. 从T3到T4阶段颗粒细胞特有的差异表达基因在各卵泡发育阶段的表达水平。
D. GSEA结果显示1681个（左上）和678个（其余三图）T4阶段特有且在T4之前或从T4开始持续高表达的卵母细胞中的差异表达基因的功能。
E. GSEA结果显示1147个T4阶段特有且在T4之前颗粒细胞中持续高表达的差异表达基因的功能。
图3 卵泡发育过程中OCs和GCs之间的细胞串扰
A. 在卵母细胞（OCs）、颗粒细胞（GCs）和卵丘细胞（CCs）中表达的分门别类的配体和受体编码基因的数量。
B. 任意两种细胞类型间形成的所有配体-受体对的重叠。
C. 任意两种细胞类型间富集的配体-受体对，表明卵母细胞生成过程中可能的细胞-细胞对话。节点表示配体（蓝色）或受体（红色），边表示配体-受体对，箭头从配体指向受体。
D. TGF-β信号通路参与卵母细胞（OC）与颗粒细胞（GC）的交流。柱状图显示了在卵泡发育阶段卵母细胞和颗粒细胞中编码TGF-β信号通路组分的基因的表达水平。
E. D22.5小鼠卵巢中TGFB2-TGFBR2配体-受体对的免疫荧光染色。配体TGFB2在卵母细胞中表达，而受体TGFBR2在颗粒细胞中表达。
图4 母体效应基因和母体印迹基因在PGCs、OCs和早期胚胎发育过程中的表达谱
A. 卵母细胞生成和早期胚胎发展期间母系效应基因的表达水平。
B. 对（A）中每组基因进行的基因本体（GO）富集分析。
C. 原始生殖细胞（PGCs）和卵母细胞（OCs）中选定的依赖DNA甲基化的母系印记基因的表达水平。
D. 在卵母细胞发展过程中逐渐沉默的印记基因启动子的DNA甲基化动态。
E. 原始生殖细胞（PGCs）和卵母细胞（OCs）中选定的依赖H3K27me3的母系印记基因的表达水平。
F. 不同卵巢细胞类型中选定的母系DNA甲基化印记基因（在C中指出）的表达。
总结
本研究全面阐述了小鼠卵泡发育期间卵母细胞及其周围颗粒细胞/卵丘细胞的转录因子路径和通讯机制。利用RRBS技术详细分析了这些调控因子的基因表达和甲基化模式，揭示了基因表达与甲基化水平之间的密切关联，并识别出一系列在卵母细胞发育中扮演关键角色的母源印迹基因。这些基因在颗粒细胞中表达，而在卵母细胞中沉默，为探索卵巢功能障碍和不孕症治疗提供了新的研究方向。
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