哺乳動物，包括人類，在出生時就擁有了所有的卵母細胞——成熟為卵子的細胞。但與體內(nèi)許多壽命較短的細胞不同，一些卵母細胞甚至在40多年后仍然健康存活。現(xiàn)在，兩項新的小鼠研究揭示了這種長壽的可能原因，這種長壽可以在成年后保持生育能力。卵巢是卵母細胞出生的地方，卵巢中含有的蛋白質(zhì)幾乎可以和動物本身一樣長，可以幫助卵母細胞存活。
人類卵巢蛋白是否表現(xiàn)出同樣的持久力尚不清楚。倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)的分子生物學(xué)家和遺傳學(xué)家John Labbadia說:“這將是令人興奮的。”他沒有參與這兩項研究。“我們說的是幾十年前的蛋白質(zhì)”，可能有助于新生命的產(chǎn)生。
在人類中，一個20周大的女性胎兒通常含有600萬到700萬個卵母細胞。大多數(shù)人死亡，但約有30萬人進入青春期，約有1000人活到50歲左右的更年期。考慮到小鼠的壽命較短，卵母細胞不需要在小鼠體內(nèi)存活很長時間，但動物可以繁殖一年以上，比蛋白質(zhì)的平均壽命長得多。細胞會在幾天內(nèi)回收大部分的分子。
但并不是所有的蛋白質(zhì)都分解得這么快。在嚙齒類動物體內(nèi)可以存活數(shù)年、在人類體內(nèi)可以存活數(shù)十年的長壽蛋白質(zhì)（Long-lived proteins ），已經(jīng)在眼睛的晶狀體、關(guān)節(jié)軟骨、大腦和細胞的能量生成細胞器線粒體中被發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)家們也知道卵巢中有一些持久性蛋白質(zhì)，但不知道它們有多普遍。
為了找到答案，這項新工作背后的兩個團隊使用了類似的策略來確定蛋白質(zhì)停留的時間。他們都給雌性小鼠喂食含有大量碳或氮的食物。這些動物在它們的蛋白質(zhì)中加入了這種重元素——就像它們在子宮里的幼崽一樣。幼崽出生后不久，科學(xué)家們就把它們換成含有更輕、更常見形式的碳或氮的食物。這些第二代嚙齒類動物在轉(zhuǎn)換之前產(chǎn)生的任何蛋白質(zhì)都會含有較重的元素，而之后產(chǎn)生的蛋白質(zhì)會攜帶較輕的元素，從而使研究人員能夠測量蛋白質(zhì)的年齡。
由馬克斯·普朗克多學(xué)科科學(xué)研究所的細胞生物學(xué)家Melina Schuh領(lǐng)導(dǎo)的一個小組分析了8周大的小鼠的卵母細胞，這些小鼠正處于繁殖期。他們上個月在《自然細胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)上報告說，這些細胞中大約10%的蛋白質(zhì)是在動物在子宮內(nèi)形成的。
為了確定這些蛋白質(zhì)分解的速度，研究人員再次使用食物轉(zhuǎn)換來標(biāo)記15個月大的成年小鼠卵巢中的蛋白質(zhì)。數(shù)學(xué)模型表明，超過10%的蛋白質(zhì)有超過100天的半衰期(50%的分子衰變的時間)，大約是小鼠壽命的13%。許多小鼠一生中大部分時間都待在卵巢里?？紤]到哺乳動物的卵母細胞能存活很長時間，Schuh說:“卵巢有這些長壽的蛋白質(zhì)是很有意義的。”
賓夕法尼亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Ewa Bomba-Warczak及其同事也有類似的發(fā)現(xiàn)，他們在《eLife》上發(fā)表的一篇論文中對此進行了描述。當(dāng)研究人員分析7個月大的小鼠的卵母細胞時，他們發(fā)現(xiàn)大約5%的卵母細胞蛋白是在出生之前或出生后不久合成的。到11個月大的時候，嚙齒動物仍然有近10%的長壽組。
德雷塞爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生殖生物學(xué)家和內(nèi)分泌學(xué)家Karen Berkowitz說:“這兩項研究都做得很好，令人印象深刻，都是由我們這個領(lǐng)域中備受尊敬的團隊進行的。”
兩項研究還發(fā)現(xiàn)，一些蛋白質(zhì)比其他蛋白質(zhì)更容易留在體內(nèi)。西北大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Jeffrey Savas是eLife研究的合著者之一，他說，其中最突出的是ZP3，它很重要，因為它也是卵子表面允許精子進入的受體。線粒體也富含long-lasting蛋白。后代從母親那里繼承細胞器，long-lasting蛋白質(zhì)可以確保線粒體在通過卵子傳遞時是健全的。密蘇里大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生殖生物學(xué)家Lei Lei說:“母親把所有的線粒體都傳給了下一代。”它們最好是好的。”
研究人員說，研究結(jié)果并沒有提出提高卵巢功能的明顯方法。但耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院生殖生物學(xué)家阿曼達·卡倫表示，基于長壽蛋白水平的診斷測試對擔(dān)心生育能力的患者可能很有價值。“即使我們不能阻止卵巢的衰老，如果我們能預(yù)測誰會衰老得更快，我們也可以提供卵子冷凍之類的服務(wù)。”
卵巢中長期存在的蛋白質(zhì)的逐漸消失可能有助于解釋為什么生育能力在一定年齡后下降。西北大學(xué)的生殖生物學(xué)家、eLife研究的合著者Francesca Duncan說，她最初的想法正好相反，因為細胞不能改變長壽的蛋白質(zhì)，隨著時間的推移，它們可能會累積太多的損傷，導(dǎo)致它們失效。Duncan說:“我曾經(jīng)認為，如果一種蛋白質(zhì)壽命長，那么它一定是壞的。”
參考文獻
The maintenance of oocytes in the mammalian ovary involves extreme protein longevity
（文章來源：mp.weixin.qq.com/s/z93Y27YDRNSGDODEipdh_g） | 
