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谷胱甘肽是一种巯基三肽,全称为γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸,是哺乳动物体内广泛分布的一种非蛋白质巯基复合物,在体细胞和配子中均有存在。虽然生理状态下还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)均有存在,但在哺乳动物细胞中,大约90%以上的谷胱甘肽以还原型存在。GSH可以与过氧化氢或其它有机氧化物在谷胱甘肽过氧化物酶的催化作用下发生反应,生成GSSG,从而发挥抗氧化应激的作用,因此为维持细胞正常功能和生存所必需;而GSSG在谷胱甘肽还原酶的作用下可以转化回为GSH。谷胱甘肽的合成与代谢在卵泡和卵母细胞的生长发育与成熟过程中也具有重要功能。谷胱甘肽的合成以及代谢是卵母细胞胞质成熟过程中的一个重要事件,为卵母细胞受精和之后的胚胎发育所必需。卵母细胞内的GSH浓度反应了胞质的成熟水平,被作为体外成熟培养过程中卵母细胞胞质成熟的最有效标示之一。卵母细胞内的GSH水平受卵泡内颗粒细胞特别是卵母细胞周围所包裹的卵丘细胞的影响,提示卵母细胞与其周围的颗粒细胞之间的双向信息交流对于这两种细胞以及整个卵泡微环境中正常GSH水平的维持至关重要。然而卵泡微环境中谷胱甘肽的合成与代谢的调控机制,特别是卵母细胞对卵丘细胞内谷胱甘肽合成与代谢的调控作用和机制还不清楚。本研究中,我们利用国内医学研究常用ICR品系小鼠,在构建用于研究卵母细胞-卵丘细胞交互作用培养模型的基础上,研究了卵母细胞及其产生的旁分泌因子GDF9和BMP15对卵丘细胞中谷胱甘肽合成和代谢相关基因表达的调控作用,并对该调控作用的机制及生理学意义进行了初步探讨。通过对我们实验室已有的卵母细胞和卵丘细胞基因表达谱数据分析,我们发现:编码参与谷胱甘肽代谢过程的关键酶的基因在卵丘细胞高效表达,而在卵母细胞表达较低。Real-Time PCR揭示了这些基因在壁层颗粒细胞、卵丘细胞、卵母细胞中差异表达。通过培养用显微手术法摘除卵母细胞后的卵丘细胞复合体(OOX)、并结合重组GDF9/BMP15以及SMAD信号通路阻断剂处理,我们发现这种表达差异是通过卵母细胞特异释放的旁分泌因子GDF9并通过SMAD2信号通路来调控的。通过Tunel染色以及Western blot实验,我们发现卵母细胞调控卵丘细胞内这些基因的表达的一个重要的生物学效应是促进卵丘细胞对抗凋亡。综上所述,卵母细胞通过SMAD2信号通路-依赖性的旁分泌机制调控卵泡颗粒细胞内谷胱甘肽代谢相关基因的表达,这可能有助于调节卵泡中谷胱甘肽的代谢,进而影响卵泡微环境中的氧化还原环境和最终促进卵泡和卵母细胞的健康发育和成熟。