HDAC3的抑制通过SP1–AREG通路促进牛卵母细胞的成熟

《Theriogenology》：HDAC3 inhibition promotes bovine oocyte maturation via the SP1–AREG pathway

　　

胡英凡|衡诺|郭亚欣|王毅|王欢|胡志辉|朱华斌|王超|史磊|赵山江

中国农业科学院动物科学研究所动物生物技术育种国家重点实验室、动物营养国家重点实验室，北京100193，中国

摘要

本研究旨在探讨特异性调节组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）对牛卵母细胞体外成熟（IVM）的影响，并阐明其潜在的分子机制。在IVM过程中，卵母细胞团（COCs）被给予黄体生成素（LH）或不同浓度的HDAC3特异性抑制剂HDACi 4b处理。4 μM HDACi 4b处理显著促进了卵母细胞团的扩张，并上调了与扩张相关的基因（HAS2、PTX3和TNFAIP6）在卵母细胞团细胞中的表达（P < 0.05）。4 μM HDACi 4b组的第一极体排出率、裂变率和囊胚率与LH组相当，且囊胚质量正常。ELISA检测显示，4 μM HDACi 4b组和LH组培养基中的AREG浓度无显著差异，但两者均显著高于阴性对照组。进一步在原代颗粒膜细胞系中的研究发现，HDACi 4b以时间依赖的方式抑制了HDAC3蛋白的表达，并同时上调了H3K14ac和AREG的水平（P < 0.05）。而转录因子SP1的抑制显著减弱了HDACi 4b诱导的AREG上调（P < 0.05）。HDAC3-H3K14ac-SP1-AREG信号通路在牛卵母细胞的成熟过程中起着关键的调节作用。我们的工作为牛卵母细胞IVM提供了一种新颖且稳定的策略。

章节摘录

引言

在哺乳动物中，卵母细胞的成熟质量决定了受精胚胎的发育潜力，进而影响妊娠率和活产率[1]，[2]。生理上，卵母细胞的发育和成熟通过响应卵泡刺激素（FSH）和黄体生成素（LH）的调节来协调其物质储存和生长。在卵母细胞成熟的最后阶段，LH激增刺激颗粒膜细胞（GCs）分泌多种成熟促进因子

伦理声明

本研究的所有实验均符合中国农业科学院的动物实验及相关活动规定（北京，许可证编号：IAS2023-87）。

实验设计、细胞采集、培养和处理

总体实验设计如图1所示。卵巢从当地屠宰场采集，并在4小时内用37°C生理盐水运输至实验室。卵泡液（含有颗粒膜细胞和牛卵母细胞复合体）被

牛卵巢组织中HDAC3的表达及其对卵母细胞团扩张的影响

如图2-A所示，我们首先通过免疫荧光染色研究了牛卵巢组织中HDAC3的表达水平。结果表明，HDAC3在牛卵母细胞和颗粒膜细胞中均有表达，表明其可能参与牛卵母细胞的成熟过程。为了进一步研究其对卵母细胞成熟的影响，将不同浓度的HDACi 4b添加到体外卵母细胞成熟培养基中。如图2 B-C所示，与LH组一致，处理后

讨论

在本研究中，我们系统地研究了使用HDACi 4b特异性抑制HDAC3对牛卵母细胞IVM的影响。分析表明，添加4 μM HDACi 4b显著促进了卵母细胞团的扩张，并提高了第一极体排出率、裂变率和囊胚形成率，效果与LH组相当。进一步探究其潜在的调节机制发现，HDACi 4b抑制了HDAC3的表达

结论

HDACi 4b作为一种小分子化合物，相比传统的蛋白质激素（如LH）具有显著的实际优势。具体而言，HDACi 4b的成本效益更高，每次使用的成本约为0.635元人民币，而LH（0.1IU/mL）的成本约为1.892元人民币，因此HDACi 4b的价格大约是LH的三分之一。此外，其小分子特性确保了批次间的一致性和制备及储存过程中的更高稳定性

CRediT作者贡献声明

朱华斌：监督。胡志辉：概念构思。史磊：资源提供、写作 – 审稿与编辑。王超：资源提供、写作 – 审稿与编辑。郭亚欣：写作 – 审稿与编辑。衡诺：数据管理。王欢：概念构思。王毅：研究方法。胡英凡：写作 – 初稿撰写。赵山江：概念构思、正式分析、资金获取、项目管理、资源提供、写作 – 审稿与编辑

作者们没有需要声明的利益冲突。

利益冲突声明

作者们没有需要声明的利益冲突。

致谢

农业农村部和农业部农业发展研究中心（CARS-36）、国家自然科学基金（项目编号：32472905）、国家重点研发计划（2024YFD1300100）、农业科技创新计划（项目编号：ASTIP-IAS06）的支持。图8由Biorender.com制作。同时，我们也感谢International Science Editing（http://www对本手稿的编辑。