Cell Reports | 熊波课题组研发逆转老龄动物卵子质量新方法

雌性哺乳动物随着年龄的增长，个体机能和卵巢功能逐渐衰退，卵子的数量和质量也大幅下降。研究表明女性最佳生育年龄为 30 岁之前，35 岁后生育能力开始迅速下降，同时伴随不孕、流产、胚胎死亡和先天性出生缺陷等发病率显著升高。

作为老龄雌性哺乳动物普遍存在的一个难以克服的问题，卵子质量低下是造成生育力丧失的主要原因，成为当今人类生殖和动物繁殖面临的最大挑战。卵子质量低下表现为纺锤体组装检验点系统受损、减数分裂染色体分离异常、线粒体功能降低、活性氧增加等特征，易形成未成熟和非整倍体的卵子。目前还没有一种有效的方法和策略来维持或恢复老龄化卵子的质量。虽然许多高龄妇女选择辅助生殖技术生产试管婴儿，但由于该技术并不能从根本上改善卵子质量，导致成功率也非常低。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化中诸多酶的辅助因子，参与细胞内众多生物学过程，特别是作为去乙酰化酶 Sirtuin 家族的限速共底物，NAD + 可以有效调节线粒体功能、代谢和衰老。据报道，NAD + 水平在许多组织中随着年龄的增长而下降，并与衰老有关的各种疾病相关，细胞内 NAD + 的减少改变了 NAD+/SIRT1 轴，导致线粒体稳态失衡。然而，NAD + 水平与老龄化卵子质量之间的关系尚未明确。

2020 年 8 月 4 日，南京农业大学动物科技学院熊波课题组在 Cell Reports 杂志上发表题为：Nicotinamide mononucleotide supplementation reverses the declining quality of maternally aged oocytes 的研究论文， 阐明了 NAD + 的前体代谢物 NMN 通过恢复老龄动物卵母细胞中 NAD + 水平、改善线粒体功能，增强了卵子减数分裂成熟率、受精能力以及受精后的胚胎发育潜能，最终提高动物产仔数的机理。这一研究结果为解决老龄化引起的雌性生殖问题提供了新的方法和思路。

为了探索 NMN 在老龄雌性动物生殖系统中的作用，研究人员对 14-16 月龄小鼠连续 10 天注射 NMN 后观察排卵数和卵子质量，发现补充 NMN 不仅可获得更多的卵子数量，还能有效减少由于老化造成的纺锤体组装及染色体排列异常，避免减数分裂成熟阻滞和非整倍体的产生，促进雌性动物形成高质量的成熟卵子，从而提高受精率和囊胚发育率。

进一步，研究人员运用单细胞转录组测序发现补充 NMN 使得老龄小鼠卵子内线粒体功能相关基因表达得以恢复，进而降低老龄卵子内积累的活性氧和 DNA 损伤水平，阻止卵子发生凋亡。

综上，该研究不仅拓展了我们对母源老化诱导卵子质量退化的生物学特征和分子机理的认知，同时也为应用 NMN 改善高龄妇女的生育力和辅助生殖技术成功率以及提高农业动物的繁殖力提供了理论依据。

南京农业大学师资博士后苗义龙为该论文的第一作者，熊波教授为通讯作者，芮荣教授、高倩博士和研究生崔兆康也参与了研究。