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咖啡因又有新功能?咖啡因延迟卵母细胞老化研究详解

解螺旋  · 公众号  · 医学  · 2017-05-19 18:05

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科研经验 | 文献 | 实验 | 工具 | SCI写作 | 国自然

作者:Lucky King(转载请注:解螺旋·医生科研助手)

 

科研应该是件愉悦的事情,这期讲点好玩儿的,看点好看的~


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1、咖啡因抑制老化期间卵丘细胞与卵母细胞的分离


先前研究发现,卵丘细胞会加速卵母细胞的老化。为了避免卵丘细胞对卵母细胞衰老的干扰,首先观察:在衰老期间,咖啡因能否保持卵丘细胞在卵母细胞上的附着。


新鲜的卵细胞(COC)周边都附着有卵丘细胞(Fig.1A);


使用咖啡因(CA)处理的COC周边,卵丘细胞大多数还有附着(Fig.1B);


然而,大多数COC在24小时后,卵丘细胞与其分离(Fig.1C)。


但是,咖啡因延迟卵细胞衰老与卵丘细胞和卵母细胞的分离过程无关。


2、咖啡因对老化卵母细胞激活的影响


已经证明,咖啡因可以有效抑制小鼠卵母细胞的老化。


老化卵母细胞通过咖啡因处理24小时后,几乎不能被微弱刺激激活;新鲜卵母细胞可以被弱刺激轻松激活。


然而,如果这些咖啡因处理过的卵母细胞在CZB培养液中进一步老化6小时(等于衰老30个小时了),74.2%的COC可以通过弱刺激被激活。该活化百分比非常接近老化24小时和30小时的卵母细胞(Fig.1D)。


结论:由咖啡因处理的老年卵母细胞仍然有能力被激活。



3、咖啡因可以保持纺锤体形态,改变衰老卵母细胞皮质颗粒(CGs)的分布


新鲜卵母细胞中有92.4%的卵母细胞显示完整纺锤体形态;


卵母细胞在体外老化24小时(IVA 24 h),仅有15.7%的衰老卵母细胞显示完整的纺锤体形态。衰老卵母细胞的微管逐渐从纺锤体上消失,首先从染色体附近、纺锤体中间区域消失,星形微管逐渐解聚(Fig.2A);


通过咖啡因处理24小时后,79.5%的卵母细胞显示完整的纺锤体形态)(Fig.2B);


咖啡因可以恢复衰老卵母细胞中纺锤体形态。

 


当卵母细胞受精时,CG被释放到卵周隙并与透明带(ZP)结合,这被称为皮质反应。在卵母细胞老化期间,卵母细胞有四种类型分布的CGs:


I型:皮质颗粒密集地位于一条线的下方,一边有CG一边无CG;


II:CGs移动到没有CG的区域,覆盖整个卵母细胞皮层;


III型:CGs移动到染色体附近的区域,并部分胞吐;


IV型:没有CGs,完全胞吐(Fig.3A)。


所有新鲜卵母细胞显示I型;


卵母细胞老化24小时(IVA),CGs分布显示三种类型:II型(36.1%),III型(44.3%)和IV型(19.6%);


卵母细胞用咖啡因处理24小时,咖啡因可以抑制部分胞吐作用:39.0%显示I型,1.9%的显示IV型(Fig.3B)。


这些发现表明:咖啡因可以维持纺锤体形态,并抑制老化卵母细胞的部分胞吐作用。

 


4、咖啡因不能抑制老年卵母细胞的透明带(ZP)硬化


老化卵母细胞不能受精的最大原因是ZP在衰老过程中变硬。研究发现咖啡因可以部分抑制CG释放,会不会影响ZP硬化?


咖啡因不能完全抑制CGs的释放,部分的CGs足以诱导皮层反应,使ZP变硬(Fig.4A)。


5、通过胞质内精子注射,咖啡因增加老化卵母细胞的受精率&降低破碎


由于透明带(ZP)的硬化,老年卵母细胞无法体外受精(IVF)。使用胞质内精子注射的方法测试老年卵母细胞受精能力。


(IVA)老化24小时的卵母细胞丧失了受精能力,老年卵母细胞中没有形成原核(PN),53.6%的老化卵母出现细胞碎裂;


咖啡因处理的卵母细胞,62.2%正常受精形成原核PN,只有7.5%的卵母细胞碎裂(Fig.4B)。

 


文章图挺漂亮的,比课本上的原理彩图直观太多了。


咖啡因是一种中枢神经系统兴奋剂,通过腺苷受体和单胺神经递质起作用。许多实验室使用咖啡因来抑制不同物种的卵母细胞衰老,如猪,羊,小鼠,金黄仓鼠等,都有文献涉及~~


小大夫们快,点杯Coffee压压卵吧~


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