徐德軍，趙中權(quán)，趙永聚

(西南大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 草食動(dòng)物科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

卵巢是哺乳動(dòng)物衰老過(guò)程中較早出現(xiàn)退行性變化的器官之一，其衰老表現(xiàn)為卵巢結(jié)構(gòu)發(fā)生改變以及卵子發(fā)生障礙。卵巢早衰引起的排卵數(shù)量和卵子質(zhì)量下降是制約家畜繁殖利用年限的重要因素之一。卵母細(xì)胞具備完全的受精和發(fā)育能力需要核與胞質(zhì)的同步成熟，這表明在成熟過(guò)程中需要大量能量供給以維持紡錘體組裝、染色體分離、細(xì)胞器重新分布等成熟事件的精確調(diào)控。既往研究大多從外源營(yíng)養(yǎng)因素的角度關(guān)注卵母細(xì)胞發(fā)育成熟的能量代謝途徑，忽略了線粒體能量代謝的協(xié)調(diào)效應(yīng)。特別是卵母細(xì)胞極易受到老齡相關(guān)功能障礙的影響，引起線粒體功能下降、活性氧(reactive oxygen species, ROS)增加及染色體分離異常等分子變化。衰老卵母細(xì)胞發(fā)生這種成熟缺陷的分子機(jī)制仍不完全清晰，闡明何種生理環(huán)節(jié)參與這一缺陷的分子或代謝途徑，將有助于找到延緩生殖衰老的方法。近年的研究發(fā)現(xiàn)，酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)依賴性去乙?；?(sirtuin2，SIRT2)具有延長(zhǎng)卵巢壽命、減緩卵母細(xì)胞衰老及提高其成熟質(zhì)量的功能，激活NAD+/SIRT2途徑有可能為提高母畜胚胎利用潛能提供新策略。最初的研究認(rèn)為，抗衰老因子SIRT2與紡錘體形成有關(guān)，而最新的證據(jù)表明NAD+/SIRT2維持卵母細(xì)胞能量代謝穩(wěn)態(tài)，并且直接控制線粒體質(zhì)量。本文總結(jié)NAD+/SIRT2與卵母細(xì)胞衰老的內(nèi)在關(guān)系，闡述了其通過(guò)減數(shù)分裂、能量代謝、線粒體質(zhì)量控制等關(guān)鍵生理環(huán)節(jié)影響卵母細(xì)胞成熟的作用機(jī)理，以期為提高老齡母畜的繁殖效率提供參考。

1 NAD+/SIRT2與衰老卵母細(xì)胞成熟質(zhì)量

1.1 衰老卵母細(xì)胞成熟障礙的分子基礎(chǔ)

卵母細(xì)胞成熟是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程，涉及到紡錘體形成、染色體分離和細(xì)胞器重新分布等多種分子變化。能量代謝在卵母細(xì)胞成熟事件中至關(guān)重要，尤其作為卵母細(xì)胞中最為豐富的母源細(xì)胞器，線粒體通過(guò)氧化磷酸化為卵母細(xì)胞的核和胞質(zhì)成熟提供了大部分能量。線粒體功能障礙引起的能量失衡是導(dǎo)致低質(zhì)量卵母細(xì)胞成熟過(guò)程中染色體分離、胞質(zhì)成熟異常等成熟障礙事件發(fā)生的重要原因。不管是生殖衰老還是排卵后老化，卵母細(xì)胞均出現(xiàn)相似的衰老表型，如紡錘體畸變、染色體過(guò)早分離及非整倍體。伴隨著卵巢功能衰老，卵母細(xì)胞也出現(xiàn)衰老現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，人類(>30歲)、牛(>8.3歲)、小鼠(>12月)等哺乳動(dòng)物的卵母細(xì)胞質(zhì)量隨著年齡的增加而明顯下降，出現(xiàn)紡錘體形成、染色體分離異常等成熟障礙。迄今有關(guān)卵巢衰老的機(jī)制仍不完全清楚，許多因素可能會(huì)影響衰老進(jìn)程，包括端粒的縮短，缺陷的DNA修復(fù)機(jī)制以及核基因組中突變積累等。然而，大量的證據(jù)表明，線粒體功能缺陷引起的能量代謝紊亂和線粒體氧化應(yīng)激是直接導(dǎo)致卵母細(xì)胞衰老的關(guān)鍵機(jī)制。線粒體分布和定位在ATP需求較高的胞質(zhì)區(qū)域，為卵母細(xì)胞胞質(zhì)和核成熟提供能量，包括生發(fā)泡破裂，微管組裝以形成減數(shù)分裂紡錘體。

研究認(rèn)為，衰老靶向抑制卵母細(xì)胞的胞質(zhì)成熟，特別是線粒體功能，并產(chǎn)生包括核染色體異常在內(nèi)的各種缺陷。有證據(jù)表明，老年不孕癥患者的卵母細(xì)胞線粒體活性異常，ATP的產(chǎn)生減少，從而限制了卵母細(xì)胞的正常發(fā)育成熟。研究者通過(guò)對(duì)比分析老齡與青年小鼠卵母細(xì)胞的基因表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)衰老引起線粒體功能與抗氧化的相關(guān)基因表達(dá)下調(diào)。由于線粒體DNA(mitochondrial deoxyribonucleic acid, mtDNA)位于線粒體內(nèi)膜電子傳遞鏈附近，缺乏組蛋白保護(hù)機(jī)制，很容易受到氧化應(yīng)激損傷。特別是ROS導(dǎo)致的mtDNA損傷，影響了線粒體呼吸鏈蛋白的正常編碼，從而抑制氧化磷酸化，進(jìn)一步加劇線粒體氧化應(yīng)激，形成惡性循環(huán)。最近，Wang等通過(guò)單細(xì)胞測(cè)序揭示老齡猴和人類卵巢組織的轉(zhuǎn)錄圖譜，發(fā)現(xiàn)抗氧化信號(hào)在衰老卵母細(xì)胞特異性傳導(dǎo)障礙。臨床上的研究也證實(shí)，許多紡錘體異常和卵母細(xì)胞非整倍體病例可能很大程度上是由于氧化應(yīng)激對(duì)mtDNA損傷引起的線粒體功能障礙。在人類醫(yī)學(xué)上的研究表明，高齡女性的卵母細(xì)胞mtDNA含量明顯低于年輕女性。研究者在牛、豬等家畜上也觀察到衰老引起的低質(zhì)量卵母細(xì)胞伴隨著線粒體功能缺陷的現(xiàn)象。可見(jiàn)，卵母細(xì)胞的衰老與氧化還原反應(yīng)失衡及線粒體功能密切相關(guān)，闡明這些重要環(huán)節(jié)的調(diào)控機(jī)理將是延緩卵母細(xì)胞衰老的關(guān)鍵。

1.2 NAD+/SIRT2改善衰老卵母細(xì)胞成熟障礙

2 NAD+/SIRT2調(diào)控衰老卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的機(jī)制

在減數(shù)分裂期間，卵母細(xì)胞需要正確分離染色體，以保證受精時(shí)產(chǎn)生整倍體受精卵。在這個(gè)過(guò)程中，任何一個(gè)步驟的錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致非整倍體卵子的產(chǎn)生。精確控制紡錘體裝配對(duì)于卵母細(xì)胞正常染色體分離，并形成整倍體至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，卵母細(xì)胞減數(shù)分裂缺陷和非整倍體的頻率與衰老密切相關(guān)。這種衰老引起的染色體和紡錘體缺陷是導(dǎo)致母畜流產(chǎn)和出生缺陷發(fā)生率增加的主要原因。盡管研究者已經(jīng)提出了不同的分子和途徑導(dǎo)致卵母細(xì)胞減數(shù)分裂中與年齡相關(guān)的缺陷，但調(diào)節(jié)減數(shù)分裂的機(jī)制仍不清楚。SIRT2在有絲分裂進(jìn)程、氧化應(yīng)激反應(yīng)、微管動(dòng)力學(xué)、染色質(zhì)凝聚和細(xì)胞遷移等眾多生理過(guò)程中的功能已有深入研究。近年來(lái)，越來(lái)越多的證據(jù)表明，依賴NAD+的SIRT2在減數(shù)分裂中扮演著重要角色。SIRT2通過(guò)去乙?；?tubulin和H4K16影響紡錘體形成和染色體排列，并且過(guò)表達(dá)SIRT2減緩了衰老相關(guān)的卵母細(xì)胞減數(shù)分裂缺陷。盡管H4K16和α-tubulin被認(rèn)為是卵母細(xì)胞中SIRT2的去乙?；孜?，但SIRT2下調(diào)與衰老相關(guān)成熟缺陷之間的潛在機(jī)制仍不清楚。最近，Selesniemi等報(bào)道了熱量限制或代謝調(diào)節(jié)蛋白PGC-1缺失可改善老年雌性小鼠的卵母細(xì)胞質(zhì)量，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了SIRT2影響卵母細(xì)胞衰老的新途徑。因此，SIRT2和PGC-1之間的互作關(guān)系值得深入研究。有絲分裂檢驗(yàn)點(diǎn)蛋白(BubR1)參與卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的關(guān)鍵步驟，如紡錘體組裝檢查點(diǎn)活性、第一次減數(shù)分裂的時(shí)間以及染色體與紡錘體的穩(wěn)定附著。值得注意的是，在人類和小鼠的衰老卵母細(xì)胞中均檢測(cè)到BubR1水平顯著降低。研究報(bào)道，SIRT2-BubR1是決定衰老卵母細(xì)胞核成熟事件的重要途徑，衰老誘導(dǎo)的SIRT2蛋白丟失引起B(yǎng)ubR1在賴氨酸243位點(diǎn)高度乙?；?，最終導(dǎo)致紡錘體缺陷、染色體錯(cuò)位和非整倍體卵子生成。這些證據(jù)表明，NAD+依賴的SIRT2通過(guò)對(duì)其下游底物蛋白(如α-tubulin、H4K16及BubR1)的去乙?；饔脕?lái)調(diào)節(jié)卵母細(xì)胞紡錘體組裝與染色體分離，從而影響衰老卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂。

3 NAD+/SIRT2維持衰老卵母細(xì)胞能量代謝穩(wěn)態(tài)的機(jī)制

NAD+依賴的去乙?；窼IRT2是Sirtuins家族(SIRT1-7)中唯一主要位于細(xì)胞質(zhì)，但也存在于線粒體和核的成員，其表達(dá)和活性與細(xì)胞能量/氧化還原狀態(tài)的變化緊密相關(guān)。在哺乳動(dòng)物中，SIRT2擁有一個(gè)高度保守的NAD+結(jié)合位點(diǎn)和催化結(jié)構(gòu)域。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，衰老肌細(xì)胞低濃度的NAD+抑制SIRT2去乙酰化活性，引起SIRT2的底物高度乙?；＿@些證據(jù)表明，NAD+水平直接影響SIRT2的去乙酰化活性。SIRT2在代謝相關(guān)組織中高表達(dá)，包括大腦、睪丸、卵巢、肝和脂肪等組織。研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2在卵母細(xì)胞成熟階段特異高表達(dá)。卵母細(xì)胞在其成熟階段需要大量能量以維持減數(shù)分裂。盡管很多研究強(qiáng)調(diào)，卵丘細(xì)胞生成的丙酮酸在卵母細(xì)胞成熟過(guò)程中的重要性，但越來(lái)越多的證據(jù)表明，卵母細(xì)胞的糖脂代謝同樣決定卵母細(xì)胞的成熟。遺憾的是，目前大多數(shù)葡萄糖、脂肪酸等底物的代謝相關(guān)酶在卵母細(xì)胞成熟過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制尚未闡明，代謝底物的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制仍不清楚。

最初研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2通過(guò)對(duì)微管蛋白(Tubulin)去乙?；饔脜⑴c卵母細(xì)胞的紡錘體形成。近年來(lái)，研究者在不同類型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)一些新的SIRT2去乙?；孜?，這暗示SIRT2介導(dǎo)的去乙酰化途徑可能通過(guò)新的調(diào)控機(jī)制改善衰老卵母細(xì)胞成熟質(zhì)量(圖1)。在葡萄糖代謝上，SIRT2在葡萄糖缺乏的情況下使糖異生代謝途徑限速酶(PEPCK1)去乙?；⑹蛊浞€(wěn)定，更重要的是，SIRT2通過(guò)激活糖酵解途徑關(guān)鍵酶GADPH、G6PD的活性調(diào)節(jié)牛卵母細(xì)胞線粒體能量代謝；在胰島素敏感性上，SIRT2過(guò)表達(dá)增強(qiáng)胰島素誘導(dǎo)的AKT激活和下游GSK-3β磷酸化；在脂肪酸代謝上，SIRT2介導(dǎo)的PGC-1α/FoxO1去乙?；揎椪{(diào)節(jié)下游轉(zhuǎn)錄因子的活性，這些轉(zhuǎn)錄因子可以促進(jìn)脂肪酸β氧化、三羧酸(TCA)循環(huán)和電子傳遞鏈相關(guān)蛋白的表達(dá)。研究顯示，SIRT2參與AMPK、PI3K/AKT、mTOR等能量代謝通路關(guān)鍵信號(hào)分子的賴氨酸位點(diǎn)去乙酰化修飾，這表明SIRT2可能通過(guò)去乙?；緩秸{(diào)控卵母細(xì)胞糖脂代謝的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。然而，衰老卵母細(xì)胞在成熟過(guò)程中能量代謝通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制卻鮮為人知。以往的觀點(diǎn)認(rèn)為主要定位于線粒體的SIRT3、SIRT4、SIRT5參與線粒體功能，然而SIRT3敲除小鼠模型并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的代謝障礙表型，SIRT2敲除小鼠表現(xiàn)出線粒體耗竭引起的能量衰竭和氧化還原異常。研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2也存在于小鼠大腦細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜，能夠直接參與線粒體蛋白的去乙?；揎?，并且SIRT2的缺失改變了線粒體的正常形態(tài)，引起線粒體的能量代謝異常。在牛卵母細(xì)胞上也觀察到類似的現(xiàn)象，抑制SIRT2活性引起了線粒體功能紊亂。盡管這些證據(jù)表明，SIRT2途徑與衰老卵母細(xì)胞的能量代謝關(guān)系密切，但目前仍未完全揭示NAD+/SIRT2介導(dǎo)的能量代謝途徑調(diào)控衰老卵母細(xì)胞成熟的具體機(jī)制，NAD+依賴的SIRT2通過(guò)何種生理環(huán)節(jié)參與線粒體功能也有待進(jìn)一步研究。

4 NAD+/SIRT2調(diào)節(jié)衰老卵母細(xì)胞線粒體質(zhì)量控制的機(jī)制

4.1 NAD+/SIRT2緩解線粒體氧化應(yīng)激

盡管ATP為卵母細(xì)胞成熟事件提供能量，但線粒體的氧化磷酸化過(guò)程也會(huì)導(dǎo)致大量ROS的發(fā)生。氧化還原信號(hào)的失衡會(huì)導(dǎo)致線粒體功能受損，進(jìn)一步促進(jìn)ROS形成。線粒體損傷導(dǎo)致的ATP減少和谷胱甘肽(glutathione, GSH)降低是引起卵母細(xì)胞成熟障礙的重要機(jī)制。正如在牛卵母細(xì)胞體外培養(yǎng)過(guò)程中高濃度的葡萄糖會(huì)增加ROS，并降低細(xì)胞內(nèi)GSH，從而抑制卵子成熟。氧化應(yīng)激是ROS的產(chǎn)生和抗氧化系統(tǒng)之間的不平衡引起的，并且通常與代謝紊亂有關(guān)。SIRT2在細(xì)胞的氧化損傷和抗氧化能力上起著復(fù)雜的作用?，F(xiàn)有的研究顯示，在已經(jīng)確定的SIRT2去乙?；孜镏?，一些與維持細(xì)胞內(nèi)的氧化還原穩(wěn)態(tài)有關(guān)。研究報(bào)道了參與調(diào)節(jié)ROS水平的其他SIRT2靶點(diǎn)，包括葡萄糖6-磷酸脫氫酶(glucose 6-phosphate dehydrogenase, G6PD)、磷酸甘油酸突變酶(phosphoglycerate mutase 2, PGAM2)等代謝相關(guān)酶。在人類醫(yī)學(xué)上的研究表明，SIRT2也可以對(duì)FoxO1進(jìn)行去乙酰化修飾，表明SIRT2對(duì)氧化應(yīng)激的保護(hù)作用可能依賴FoxO1途徑。在脂肪細(xì)胞，SIRT2已被證明可以在氧化應(yīng)激反應(yīng)中去乙酰化并激活FoxO3a。值得注意的是，F(xiàn)oxO3a作為MnSOD抗氧化基因的轉(zhuǎn)錄激活因子參與氧化還原信號(hào)的平衡。隨后的研究證實(shí)，依賴SIRT2的FoxO3a去乙?；险{(diào)了MnSOD表達(dá)，從而降低細(xì)胞ROS水平。在牛卵母細(xì)胞中利用SIRT2特異性抑制劑也發(fā)現(xiàn)FoxO3a乙?；揎椇蚏OS水平升高的現(xiàn)象。但目前仍不清晰SIRT2介導(dǎo)衰老卵母細(xì)胞氧化還原信號(hào)的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

4.2 NAD+/SIRT2調(diào)節(jié)線粒體生物合成與動(dòng)力學(xué)

大部分線粒體功能蛋白通過(guò)表觀遺傳修飾調(diào)節(jié)其在細(xì)胞質(zhì)與線粒體之間的轉(zhuǎn)運(yùn)，這表明SIRT2介導(dǎo)的去乙?；揎椏赡茉诰€粒體轉(zhuǎn)位中具有獨(dú)特的功能。研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2也存在于小鼠大腦細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜，能夠在線粒體直接參與線粒體蛋白的去乙?；揎棧⑶襍IRT2缺失改變了線粒體的正常形態(tài)，引起線粒體的能量代謝異常。線粒體質(zhì)量控制機(jī)制主要包括線粒體生物合成、動(dòng)力學(xué)(分裂-融合)及線粒體自噬。卵母細(xì)胞通過(guò)控制線粒體質(zhì)量清除損傷的線粒體、維持其數(shù)量和質(zhì)量的穩(wěn)定。TFAM進(jìn)入線粒體后促進(jìn)mtDNA的編碼，進(jìn)而調(diào)控線粒體的生物合成。卵母細(xì)胞通過(guò)線粒體不斷的融合與分裂隔離來(lái)交換損傷的蛋白質(zhì)及突變mtDNA，從而促進(jìn)線粒體更新。研究報(bào)道，NAD+依賴的SIRT2通過(guò)介導(dǎo)肝細(xì)胞中線粒體生物合成和動(dòng)力學(xué)相關(guān)蛋白的表達(dá)，減輕了ROS誘導(dǎo)的線粒體功能障礙。先前的研究也發(fā)現(xiàn)，抑制牛卵母細(xì)胞的SIRT2活性下調(diào)了TFAM和線粒體融合蛋白2(mitofusin-2, Mfn2)的表達(dá)，促進(jìn)了線粒體分裂蛋白1(dynamin-related protein, Drp1)表達(dá)。這些證據(jù)表明，SIRT2失活擾亂了線粒體的生物合成和分裂-融合平衡，但其具體的調(diào)節(jié)機(jī)制仍不清楚。

SIRT2. 沉默信息調(diào)節(jié)因子2；NAD+. 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADH. 還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸；FOXO1. 叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O1；PGC-1α. 過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α；GAPDH. 3-磷酸甘油醛脫氫酶；G6PD. 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶；PEPCK. 磷酸烯醇丙酮酸羧激酶；RXR. 維甲酸X受體；HNF-4α. 肝細(xì)胞核因子4α；ATP. 腺嘌呤核苷三磷酸；Ac. 乙酰化修飾。下同SIRT2. Sirtuin2; NAD+. Nicotinamide adenine dinucleotide; NADH. Reduced form of nicotinamide-adenine dinucleotide; FOXO1. Forkhead box O1; PGC-1α. Peroxlsome proliferator-activated receptor-γ coactlvator-1α; GAPDH. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; G6PD. Glucose-6-phosphate dehydrogenase; PEPCK. Phosphoenolpyruvate carboxylase; RXR. Retinoid X receptor; HNF-4α. Hepatocyte nuclear factor 4 alpha; ATP. Adenosine triphosphate; Ac. Acetylation. The same as below圖1 NAD+/SIRT2調(diào)節(jié)卵母細(xì)胞糖代謝的可能機(jī)制Fig.1 The possible mechanism of NAD+/SIRT2 regulating oocyte glucose metabolism

4.3 NAD+/SIRT2調(diào)節(jié)線粒體自噬

線粒體通過(guò)不斷的分裂、融合和線粒體自噬來(lái)維持代謝平衡，而線粒體自噬對(duì)維持線粒體的質(zhì)量和數(shù)量至關(guān)重要。盡管現(xiàn)有的證據(jù)顯示SIRT2與自噬有關(guān)，而SIRT2調(diào)節(jié)自噬的研究不如SIRT1深入，SIRT2與自噬之間關(guān)系仍不明確。SIRT2水平的降低導(dǎo)致正常HCT116細(xì)胞自噬水平的升高；添加SIRT2抑制劑AGK2可加劇HO誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ATP降低并增加PC12細(xì)胞壞死，但不影響大自噬活性變化；SIRT2過(guò)表達(dá)通過(guò)干擾SN56細(xì)胞和SH-SY5Y細(xì)胞聚集體的形成，從而抑制溶酶體介導(dǎo)的自噬轉(zhuǎn)運(yùn)；在神經(jīng)細(xì)胞，SIRT2缺失影響線粒體自噬通路，并直接去乙酰化自噬相關(guān)蛋白ATG5，從而擾亂線粒體自噬進(jìn)程。自噬流高度依賴于微管(microtubules, MTs)，微管蛋白Tubulins通過(guò)乙酰化修飾調(diào)節(jié)微管網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。值得關(guān)注的是，SIRT2能夠?qū)ubulin去乙?；揎?，這表明SIRT2很可能調(diào)控卵母細(xì)胞的自噬流。研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2主要通過(guò)調(diào)節(jié)微管蛋白網(wǎng)絡(luò)和自噬相關(guān)蛋白來(lái)影響自噬。長(zhǎng)期缺乏維生素E的小鼠表現(xiàn)出2的mRNA表達(dá)下降，并引起微管蛋白乙?；胶妥允苫钚宰兓?，從而導(dǎo)致軸突損傷。目前SIRT2介導(dǎo)自噬反應(yīng)的研究領(lǐng)域主要集中在神經(jīng)退行性疾病模型中，SIRT2在卵母細(xì)胞自噬中的作用機(jī)制仍不清楚。盡管SIRT2介導(dǎo)自噬在不同病理過(guò)程或刺激下可能具有不同的結(jié)果，但SIRT2的去乙?；δ芩坪踉谧允傻木S持中具有獨(dú)特的作用。尤其我們的研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2失活參與了牛衰老卵母細(xì)胞的自噬反應(yīng)。上述研究表明，NAD+/SIRT2通過(guò)線粒體的生物合成、分裂-融合及線粒體自噬等重要生理環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)線粒體質(zhì)量(圖2)，但其通過(guò)何種分子途徑介導(dǎo)衰老卵母細(xì)胞的線粒體質(zhì)量控制仍未知，需要進(jìn)一步深入研究。

DRP1/2. 線粒體分裂相關(guān)蛋白1/2；Mfn1/2. 線粒體融合蛋白1/2；TFAM. 線粒體轉(zhuǎn)錄因子A；ROS. 活性氧。下同DRP1/2. Dynamin-related protein 1/2; Mfn1/2. Mitofusin1/2; PGC-1α. Peroxlsome proliferator-activated receptor-γ coactlvator-1α; TFAM. Mitochondrial transcription factor A; ROS. Reactive oxygen species. The same as below圖2 NAD+/SIRT2在衰老卵母細(xì)胞中參與線粒體質(zhì)量控制的可能機(jī)制Fig.2 The possible mechanisms of NAD+/SIRT2 involvement in mitochondrial quality control in aging oocytes

5 結(jié)語(yǔ)與展望

哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞成熟是受精和胚胎發(fā)育的基本前提，而卵巢早衰會(huì)直接導(dǎo)致卵母細(xì)胞質(zhì)量低下，引起不孕。尤其對(duì)于家畜，受卵巢過(guò)度利用的影響，其卵巢更容易早衰，從而極大地限制了家畜繁殖年限。如何提高衰老卵母細(xì)胞的成熟質(zhì)量一直是生殖衰老研究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)，研究者試圖通過(guò)添加NAD+代謝前體NMN或SIRT2潛在激活劑白藜蘆醇的方式提高衰老卵母細(xì)胞的成熟質(zhì)量，這表明NAD+/SIRT2途徑對(duì)卵母細(xì)胞的成熟與衰老事件具有重要的調(diào)控功能。但其中仍存在一些問(wèn)題：1)目前有關(guān)NAD+/SIRT2對(duì)卵母細(xì)胞成熟的報(bào)道更多地集中在減數(shù)分裂及核成熟的調(diào)控作用，雖然有研究報(bào)道了SIRT2敲除小鼠表現(xiàn)出線粒體缺失，導(dǎo)致能量衰竭和氧化還原代謝失衡，并引起衰老相關(guān)的生殖障礙，但其發(fā)揮作用的內(nèi)在機(jī)制尚不清晰；2)卵母細(xì)胞成熟受到眾多調(diào)控通路和基因的調(diào)節(jié)，涉及到已知的所有表觀遺傳修飾，相比于甲基化修飾，我們對(duì)乙?；揎椪{(diào)控機(jī)制了解甚少，盡管已有研究發(fā)現(xiàn)SIRT2通過(guò)多種底物的去乙?；揎梾⑴c衰老卵母細(xì)胞的成熟缺陷(圖3)，但目前仍未完全揭示SIRT2介導(dǎo)的去乙?；饔谜{(diào)控衰老卵母細(xì)胞成熟的分子網(wǎng)絡(luò)；3)目前主要從人類醫(yī)學(xué)與小鼠生理上研究了NAD+/SIRT2參與衰老卵母細(xì)胞成熟，但對(duì)于豬、牛、羊等家畜的研究較少，其在家畜卵母細(xì)胞紡錘體組裝、能量代謝及線粒體質(zhì)量控制等決定成熟事件中的具體功能尚未見(jiàn)研究。未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)揭示NAD+/SIRT2與衰老相關(guān)通路的互作機(jī)制，特別是NAD+/SIRT2介導(dǎo)的去乙?；饔糜绊懢€粒體生物合成、分裂-融合及線粒體自噬等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分子途徑，將有望為靶向提高衰老卵母細(xì)胞的成熟質(zhì)量提供新思路。

FoxO3a. 叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O3a；AMPK. 腺苷酸活化蛋白激酶；PI3K. 磷脂酰肌醇3-激酶；mTOR. 哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白；Tubulin. 微管蛋白；Drp. 線粒體分裂蛋白；BubR1. 有絲分裂檢驗(yàn)點(diǎn)蛋白；H4K16. 組蛋白H4第16位賴氨酸FoxO3a. Forkhead box O3a; AMPK. Adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase; PI3K. Phosphatidylinositol 3 kinase; mTOR. Mammalian target of rapamycin; DrP. Dynamin-related protein; BubR1. Mitotic checkpoint serine/threonine-protein kinase BUB1 beta; H4K16. Histone 4 lysine 16圖3 NAD+/SIRT2通過(guò)去乙?；孜锿緩秸{(diào)控衰老卵母細(xì)胞的成熟質(zhì)量Fig.3 NAD+/SIRT2 regulates the maturation quality of aged oocytes through deacetylated substrate pathways