绝大多数关于哺乳动物卵母细胞发育的实验数据，皆源于地球标准重力（1g）条件下。然而，随着载人航天任务的推进，微重力对生殖系统的潜在干扰正日益引起关注。已有研究表明，微重力可显著改变细胞骨架与能量代谢等。因此，对高度依赖结构稳定与精密能量调控的卵母细胞而言，其反应可能更为剧烈。

尽管在20世纪90年代已实现非洲爪蟾（Xenopus laevis）和青鳉鱼（Oryzias latipes）的太空繁殖，哺乳动物却尚未完成从交配到分娩的全过程。哺乳动物卵母细胞异常高的非整倍性发生率提示其在太空环境中可能面临独特挑战。然而，这种高敏感性是否限制了哺乳动物在太空中的正常繁殖，这一问题目前仍缺乏相关研究。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所能量代谢与生殖研究中心张键团队与雷晓华团队合作，在微重力环境下卵母细胞减数分裂损伤的研究方面取得了新进展。该研究团队利用旋转细胞培养系统构建模拟微重力（SMG）模型，系统评估小鼠卵母细胞在SMG环境下的减数分裂动态与能量代谢等，为空间卵母细胞减数分裂损伤机制与干预手段提供了新的见解。相关成果以“The Critical Role of Enhanced OXPHOS and Mitochondrial Hyperpolarization in Simulated Microgravity-Induced Oocyte Maturation Arrest”发表于Advanced Science上。

该研究显示SMG诱导小鼠卵母细胞独特的能量代谢损伤，表现为增加的氧化磷酸化（OXPHOS）与线粒体膜电位超极化，这不同于卵母细胞在常规重力下其他暴露所引起的能量代谢损伤，表明微重力与卵母细胞两者的特殊性。与此同时，SMG加速减数分裂进程，但延迟了微管组装中心（MTOC）融合，最终引起卵母细胞成熟阻滞。该研究针对加速的减数分裂进程，使用了后期促进复合体抑制剂（APCin）进行分裂期延长。结果表明延长分裂期改善了纺锤体组装与MTOC融合，最终恢复SMG下卵母细胞第一极体（PB1）排放情况。该研究为微重力下卵母细胞成熟与空间雌性生殖提供了理论依据，并为未来开发空间生殖干预提供了潜在方案。

中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心主任张键研究员、雷晓华研究员与杨雅莉助理研究员为该论文通讯作者，张键研究员团队的葛磊博士为第一作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市医学研究专项资金、深圳市科技创新局、深圳市代谢健康重点实验室、深圳市代谢与生殖靶向投递技术概念验证中心、深圳中欧创新医药与健康研究中心等支持。

模拟微重力损伤小鼠卵母细胞成熟机制与干预方案图

论文链接