在卵子发生过程中,卵母细胞合成并积累了大量的母源蛋白。这些母源蛋白不仅在在卵泡形成和卵母细胞发育行使功能(比如GDF9和BMP15等),而且在受精和早期胚胎发育也起到了关键作用(比如MATER等)。人们已发现多种母源蛋白的缺陷导致不孕、早期流产等疾病,严重影响人类生殖健康。因此发现卵母细胞重要母源蛋白并研究其作用和机制显得十分重要。我们从已公开发表的小鼠卵母细胞蛋白表达谱筛选到在卵母细胞及受精卵中高表达的母源蛋白KBTBD8,KBTBD8是BTB-kelch家族蛋白成员之一,具有高度保守且特异的BTB/POZ结构域、BACK结构域和三个Kelch重复结构。该家族蛋白中的BTB结构域主要负责蛋白自寡聚化并介导和其他蛋白的相互作用;Kelch蛋白形成的β-螺旋主要是作为蛋白-蛋白互作的支架。BTB-Kelch蛋白家族参与了包括迁移、细胞骨架排列、细胞形态的调节、基因表达等众多生物学功能。其中最为重要的是,许多Kelch蛋白作为Cullin E3泛素连接酶(Cul3)底物特异的接头参与泛素-蛋白酶系统去调节蛋白的周转代谢。已有文献报道KBTBD8蛋白定位在不分裂细胞的高尔基体,而在有丝分裂细胞中则移位到了纺锤体上。此外Achim Wemer等人发现CUL3KBTBD8是神经嵴分化的关键调控子,CUL3KBTBD8单泛素化NOLCl和TCOF1(这两个蛋白的突变导致神经嵴病特-柯二氏综合征Treacher Collins Syndrome),使得 TCOF1-NOLC1 复合物形成并关联 RNA 聚合酶1、核糖体修饰酶导致分化细胞的翻译向着神经嵴特化的方向改变。而它在卵母细胞减数分裂中的具体作用及机制尚未阐明。我们的研究主要围绕这个蛋白在卵母细胞中的表达、作用及机制开展。方法及结果:1、通过免疫荧光和Western Blot等方法确定Kbtbd8在小鼠卵巢组织中高表达,且只存在于卵母细胞中,并定位于纺锤体上;2、通过显微注射siRNA的方法敲减卵母细胞中Kbtbd8表达,随后进行体外成熟和体外受精观察表型,发现Kbtbd8敲减导致卵母细胞体外发育延迟,表现为体外培养3小时GVBD率减少、8小时MI期卵比例减少及GVBD比例升高、16小时第一极体排出率减低且染色体聚集程度减低;体外受精实验中敲降组受精率及双原核率显著低于对照;3、具体的分子机制:(a)敲降Kbtbd8后p-Cdk1下调、Cyclin B1上调,从而无法激活MPF恢复减数分裂;(b)敲减Kbtbd8后染色观察线粒体分布,卵中线粒体均出现大块聚集,且ATP水平也显著降低;(c)Kbtbd8敲减后p-Erk1/2、p-Akt、ace-α-Tubulin均显著减少,解释了纺锤体紊乱和染色体异常的表型。结论:KBTBD8定位于卵母细胞纺锤体上,通过调控Akt、Erk1/2、MPF和线粒体等信号通路,从而发挥对小鼠卵母细胞减数分裂的调控。