npj Aging | 孙少琛团队揭示高龄卵子质量下降与驱动蛋白不足相关|减数|孙少琛|母细胞|线粒体|蛋白

我国生猪养殖产业中，高胎次母猪随着使用年限增加会出现卵母细胞质量下降，进而导致受胎率、产仔数等繁殖性能下降，最终被提前淘汰，显著制约生猪生产经济效益。而随着女性生育年龄的推迟，年龄相关的卵母细胞质量下降也是女性不孕不育的主要诱因，严重影响女性生殖健康。先前研究表明高龄卵母细胞普遍存在减数分裂异常、染色体非整倍体等问题，而纺锤体等细胞骨架结构紊乱、线粒体功能障碍、mRNA代谢失衡等细胞层面的缺陷是主要诱因。尽管高龄对卵母细胞质量的不良影响已有报道，但核心分子机制尚未被完全阐明。

近日，南京农业大学孙少琛教授在NPJAging发表题为Kinesin KIF14 insufficiency impairs oocyte quality via cytoskeleton and mitochondria dysfunction during reproductive aging的研究论文。该研究建立了驱动蛋白与生殖衰老的关联，明确揭示了驱动蛋白KIF14在高龄卵母细胞成熟过程中的核心作用，并阐明了KIF14参与卵母细胞减数分裂的分子机制。

该研究采用小鼠和猪卵母细胞作为研究模型，发现KIF14 作为驱动蛋白-3家族成员，其表达水平在高龄小鼠和老化猪卵母细胞中显著下调，而KIF14表达下降和活性丧失导致卵母细胞减数分裂成熟异常。质谱数据分析证实KIF14在卵母细胞中参与多个生物学过程。KIF14缺失不影响中期和后末期纺锤体组装，但显著影响了染色体排列并导致卵子非整倍体发生，这种影响不是通过传统的微管-着丝点连接调控发生的，而是通过抑制Aurora C磷酸化和引起微管乙酰化修饰不足，最终影响微管极射出力的产生。此外，KIF14发挥着非经典作用：作为微管驱动蛋白，KIF14表达下调可通过抑制肌动蛋白组装，干扰纺锤体迁移。由此引发的细胞骨架异常不仅导致卵母细胞线粒体分布异常、线粒体分裂受损、ROS水平和钙离子释放异常，还因线粒体的空间架构破坏，扰乱mRNA的储存与降解，并诱发RPS3介导的翻译紊乱。通过外源补充KIF14的mRNA，可有效逆转高龄卵母细胞的多种减数分裂缺陷表型，进一步证实了KIF14在该过程中的关键作用。

值得关注的是，与有丝分裂中 KIF14仅调控后期及胞质分裂的作用不同，本研究发现其在卵母细胞减数分裂中，参与了第一次减数分裂中期的更早期事件，进而影响染色体整倍性调节，这也暗示了驱动蛋白在卵母细胞这一生殖细胞中，可能发挥比有丝分裂更丰富的功能。