新闻 | 人类卵子为何能“保鲜”数十年?研究揭示关键机制
一项研究为“人类卵子为何能在体内保持数十年活力”提供了新的生物学解释。研究发现,与大多数细胞不同,人类卵子在处理自身“代谢废物”时明显放慢了节奏,这种低活性状态可能帮助它们减少长期累积的损伤,从而实现异常漫长的生命周期。
在人类女性体内,卵子在出生时即已全部形成,并需要在体内存活长达约50年。这一寿命在细胞世界中极为罕见。除少数神经和视觉系统细胞外,大多数人体细胞都会因持续的代谢活动而逐渐受损并被替换。维持细胞正常功能所必需的蛋白质更新过程,本身也会产生具有破坏性的副产物。
“细胞在回收和降解蛋白质时会消耗能量,这一过程会产生大量活性氧分子(ROS),它们会在不知不觉中对细胞造成损伤,”西班牙基因组调控中心(CRG)的Elvan Böke解释说,“这是一种持续发生的背景性损伤,活性氧越多,损伤也就越严重。”
然而,健康的人类卵子似乎成功避开了这一困境。为探究其中原因,Böke及其团队对采集到的人类卵子进行了显微观察。研究人员使用荧光染料标记细胞内的溶酶体——这类结构在细胞中相当于“回收工厂”,负责降解和处理废弃蛋白。
结果显示,人类卵子中的溶酶体活性明显低于其他类型的人体细胞,也低于小型哺乳动物(如小鼠)的卵细胞。德国科隆大学的Gabriele Zaffagnini指出,这种“低运转模式”可能是一种自我保护策略,通过减少代谢和回收活动,卵子得以降低能量消耗和活性氧生成,从而减轻长期磨损。
研究人员认为,减缓废物处理速度或许只是卵子延寿策略的一部分。Böke推测,人类卵子可能在整体上“给所有细胞过程踩了刹车”。如果细胞活动整体放缓,活性氧的产生随之下降,DNA和细胞器受到的随机损伤也会减少,这有助于维持卵子的长期稳定性。
这一发现也为理解卵子老化和功能衰退提供了新线索。耶鲁大学医学院的Emre Seli指出,若卵子未能有效降低蛋白降解和代谢节奏,可能正是其逐渐失去功能的原因之一。“这或许能帮助我们更系统地理解,人类卵子在一定年龄之后究竟发生了哪些变化,”他说。
从临床角度看,这一机制可能与生育治疗结果密切相关。Böke强调,蛋白质降解对细胞存活至关重要,其调控失衡“百分之百会影响生育能力”。她指出,研究团队目前分析的都是健康卵子,下一步将比较其与生育障碍人群卵子之间的差异。已有证据显示,卵子内活性氧水平偏高,与体外受精(IVF)结局不佳密切相关。
尽管前景可期,人类卵子的研究仍面临现实障碍。Böke坦言,样本获取困难是长期存在的问题,而监管限制和研究经费不足也进一步加大了研究难度。Seli则将这些挑战形容为“层层叠加的障碍”。
即便如此,研究人员依然认为这一领域值得投入。Zaffagnini表示,一旦这些限制被逐步突破,人类卵子的生物学特性可能会带来“真正出乎意料的发现”,“这项研究非常值得继续下去”。
故事来源:
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一项研究为“人类卵子为何能在体内保持数十年活力”提供了新的生物学解释。研究发现,与大多数细胞不同,人类卵子在处理自身“代谢废物”时明显放慢了节奏,这种低活性状态可能帮助它们减少长期累积的损伤,从而实现异常漫长的生命周期。
在人类女性体内,卵子在出生时即已全部形成,并需要在体内存活长达约50年。这一寿命在细胞世界中极为罕见。除少数神经和视觉系统细胞外,大多数人体细胞都会因持续的代谢活动而逐渐受损并被替换。维持细胞正常功能所必需的蛋白质更新过程,本身也会产生具有破坏性的副产物。
“细胞在回收和降解蛋白质时会消耗能量,这一过程会产生大量活性氧分子(ROS),它们会在不知不觉中对细胞造成损伤,”西班牙基因组调控中心(CRG)的Elvan Böke解释说,“这是一种持续发生的背景性损伤,活性氧越多,损伤也就越严重。”
然而,健康的人类卵子似乎成功避开了这一困境。为探究其中原因,Böke及其团队对采集到的人类卵子进行了显微观察。研究人员使用荧光染料标记细胞内的溶酶体——这类结构在细胞中相当于“回收工厂”,负责降解和处理废弃蛋白。
结果显示,人类卵子中的溶酶体活性明显低于其他类型的人体细胞,也低于小型哺乳动物(如小鼠)的卵细胞。德国科隆大学的Gabriele Zaffagnini指出,这种“低运转模式”可能是一种自我保护策略,通过减少代谢和回收活动,卵子得以降低能量消耗和活性氧生成,从而减轻长期磨损。
研究人员认为,减缓废物处理速度或许只是卵子延寿策略的一部分。Böke推测,人类卵子可能在整体上“给所有细胞过程踩了刹车”。如果细胞活动整体放缓,活性氧的产生随之下降,DNA和细胞器受到的随机损伤也会减少,这有助于维持卵子的长期稳定性。
这一发现也为理解卵子老化和功能衰退提供了新线索。耶鲁大学医学院的Emre Seli指出,若卵子未能有效降低蛋白降解和代谢节奏,可能正是其逐渐失去功能的原因之一。“这或许能帮助我们更系统地理解,人类卵子在一定年龄之后究竟发生了哪些变化,”他说。
从临床角度看,这一机制可能与生育治疗结果密切相关。Böke强调,蛋白质降解对细胞存活至关重要,其调控失衡“百分之百会影响生育能力”。她指出,研究团队目前分析的都是健康卵子,下一步将比较其与生育障碍人群卵子之间的差异。已有证据显示,卵子内活性氧水平偏高,与体外受精(IVF)结局不佳密切相关。
尽管前景可期,人类卵子的研究仍面临现实障碍。Böke坦言,样本获取困难是长期存在的问题,而监管限制和研究经费不足也进一步加大了研究难度。Seli则将这些挑战形容为“层层叠加的障碍”。
即便如此,研究人员依然认为这一领域值得投入。Zaffagnini表示,一旦这些限制被逐步突破,人类卵子的生物学特性可能会带来“真正出乎意料的发现”,“这项研究非常值得继续下去”。
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