由於現代傾向於推遲生育，越來越多的女性正麵臨著不孕症的困擾。不孕可能源於與年齡相關的卵巢下降，但是導致這種下降的分子機製尚不清楚。如今，在一項新的研究中，來自中國科學院、北京大學、首都醫科大學、中國國家老年醫學中心和美國沙克生物研究所的研究人員以前所未有的細節展示了非人靈長類動物中的卵巢如何衰老。這些發現解釋了幾個可作為生物標誌物的基因，並指出了診斷和治療女性不孕症和與年齡相關的卵巢疾病(卵巢癌)的治療靶點。相關研究結果於2020年1月30日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging”。論文通訊作者為中國科學院動物研究所的劉光慧(Guang-Hui Liu)教授、曲靜(Jing Qu)教授、北京大學的湯富酬(Fuchou Tang)教授和沙克生物研究所基因表達實驗室的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授。

        Izpisua Belmonte說，“這是首次在非人靈長類動物模型中在單細胞分辨率下對卵巢衰老進行深入分析。我們發現作為破壞細胞的細胞應激，氧化應激是卵巢衰老的關鍵因素。這一發現為卵巢衰老並最終變得不孕的機製提供了有價值的見解。”

        卵巢是一種複雜的生殖器官，在這種器官中，卵母細胞通過減數分裂變成卵子。當前的研究提示著女性出生時會有一定數量的卵母細胞，一旦她們到了35歲，這些卵母細胞的功能就開始減弱，從而導致不孕。更好地了解卵巢環境以及健康的衰老機製可以為存在不孕問題的女性提供新的療法。

        曲靜教授說，“我們的目標是分析每種卵巢細胞類型及其基因表達模式，以便更好地準確了解卵巢如何衰老。這種係統性方法可以更好地了解健康卵巢衰老機製。”

        這些研究人員比較了來自年輕和年長的非人靈長類動物的2601個卵巢細胞，並確定了每種類型的靈長類卵巢細胞(包括卵母細胞和顆粒細胞)的基因活性模式。與先前在齧齒動物中的研究相類似的是，他們觀察到了與非人靈長類動物中的細胞應激和細胞分裂有關的基因功能變化。隨著卵母細胞和顆粒細胞的衰老，一些與細胞應激作鬥爭的基因變得不那麼活躍，從而導致功能受損。

        這些研究人員隨後將這些靈長類動物數據與年齡在21至46歲之間的健康女性的顆粒細胞進行了比較。他們觀察到了與年齡相關的細胞應激損傷以及女性中的卵巢細胞死亡。正如在非人靈長類動物細胞中所觀察到的那樣，兩個關鍵的抗氧化基因(IDH1和NDUFB10)顯示出功能下降。為了更好地了解卵巢衰老與這兩個抗氧化基因之間的聯係，他們測試了當這兩個抗氧化基因失去功能後，人體卵巢細胞發生了什麼。他們發現，如果沒有IDH1或NDUFB10，那麼這些人體卵巢細胞就會變得衰老而且類似於年老的非人類靈長類動物卵巢細胞。

        這些結果提示著IDH1和NDUFB10在保護人類和非人靈長類卵巢細胞在衰老過程中免受衰細胞應激的影響中起著關鍵作用。這兩個基因代表有希望的生物標誌物或治療靶標，用於診斷和治療與年齡有關的卵巢衰退。

        劉光慧教授，“這項研究提供了在單細胞分辨率下對靈長類動物卵巢衰老機製的全麵理解。我們的研究結果有望導致人們開發新工具，以幫助衰老的卵巢細胞再生。”

        論文共同作者、Izpisua Belmonte實驗室高級研究員Concepcion Rodriguez Esteban說，“我們的研究使得我們能夠鑒定出新的生物標誌物來診斷和治療女性不育症以及與衰老相關的人類卵巢疾病。這兩個基因可能會成為開發輔助保留生育能力的治療方法的靶標。”