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妇女肥胖不仅使其自身患糖尿病、胰岛素抵抗等疾病的风险增高,还对其生殖健康产生严重危害。母体肥胖会对其胚胎和子代的发育产生影响,甚至早在受精前就对其卵母细胞的质量产生影响。而肥胖对卵母细胞质量的损伤中线粒体或内质网(ER)的损伤是一个重要因素。本实验中,我们首次研究了线粒体相关内质网膜(MAM)结构在肥胖造成的卵母细胞线粒体异常和胞质成熟受损中的作用及机制。线粒体外膜和ER膜通过物理联接形成MAM,二者在结构和功能上密切相关。MAM参与多种重要的细胞代谢活动,包括钙离子(Ca2+)交换,细胞凋亡和脂质交换等。本研究利用透射电子显微镜(TEM)观察卵母细胞的超薄切片发现,高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠卵母细胞内MAM含量显著高于正常饮食(CD)组(25.79%VS 16.49%,P<0.01)。通过实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹法研究肥胖小鼠卵母细胞中MAM相关蛋白的表达情况,发现肥胖小鼠卵母细胞中Itpr1(2.12 VS 1.02,P<0.05)、Itpr2(1.49 VS 1.00,P<0.01)和Pacs-2(1.59 VS 1.00,P<0.05)的基因表达水平以及相应的蛋白 IP3R1(2.18 VS 1.00,P<0.01)、IP3R2(1.46 VS 1.00,P<0.05)和PACS-2(1.69VS1.00,P<0.05)表达水平都显著高于CD组的小鼠。线粒体钙离子([Ca2+]m)特异性的荧光染色检测发现,肥胖小鼠卵母细胞内[Ca2+]m显著高于CD组的小鼠(1705.71 VS 1147.12,P<0.01)。而且蛋白免疫印迹法检测发现,肥胖小鼠卵母细胞中线粒体相关的凋亡通路中细胞色素C(1.68 VS 1.00,P<0.01)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)(1.83VS1.00,P<0.01)的蛋白表达水平显著增加,由此可见肥胖小鼠卵母细胞内线粒体相关凋亡通路被激活。同时荧光染色和蛋白免疫印迹法实验发现,肥胖小鼠卵母细胞中活性氧(ROS)含量显著增加(1.73 VS 1.19,P<0.01),而谷胱甘肽(GSH)(0.72 VS 1.05,P<0.05)和磷酸化的丝裂原激活蛋白激酶3/1(P-MAPK3/1)(0.46 VS 1.00,P<0.01)含量显著减少,这表明卵母细胞的胞质成熟受损。而肥胖小鼠卵母细胞的体外核成熟率(GVBD:81.33%VS 84.67%,P>0.05;PBI:60.67%VS 62.67%,P>0.05)和体外成熟后再进行体外受精后的2-细胞率(56.02%VS 60.62%,P>0.05)都与CD组小鼠无显著差异。进一步通过RNA干扰技术敲降肥胖小鼠卵母细胞中IP3R1后,用TEM检测发现,肥胖小鼠卵母细胞内MAM含量无显著变化;但是[Ca2+]m含量显著减少,线粒体相关凋亡通路中细胞色素C的表达减少,ROS含量也减少,而GSH和P-MAPK含量增加。而敲降PACS-2后发现,肥胖小鼠卵母细胞内MAM含量显著减少(19.50%VS 25.79%,P<0.05);而且[Ca2+]m含量显著减少,线粒体相关凋亡通路中细胞色素C的表达减少,ROS含量也减少,而GSH和P-MAPK含量增加。综上所述,肥胖小鼠卵母细胞内MAM相关蛋白IP3R1和PACS-2的增加导致线粒体异常,进而使得胞质成熟受损,而其中的MAM通过增加PACS-2的表达来造成线粒体异常。本研究表明MAM含量的增多可以成为卵母细胞线粒体异常的一个指标,这为肥胖导致的卵母细胞的线粒体损伤提供新的治疗靶点。