钾稳态失调会损害卵母细胞成熟

摘要 钙和锌等离子的流动是公认的卵母细胞成熟和受精调节因子。钾离子的具体作用尚不甚清楚。我们测试了急性破坏 K+ 稳态是否会扰乱卵母细胞成熟。初步筛选发现 PA-6（IK1/KIR2.x 抑制剂）是卵母细胞成熟的强效抑制剂。我们比较了 PA-6 与 Valinomycin（K+ 离子载体）和四乙基氯化铵（TEAC；广谱电压门控 K+ 通道阻滞剂）的作用。PA-6 和 Valinomycin 完全阻止了生发泡破裂（GVBD）和极体排出。核被膜保持完整，但染色质横跨整个细胞核拉伸（PA-6）或在核内保持半凝聚状态（Valinomycin）。TEAC 允许发生 GVBD，但 66% 阻滞在 MI 期，且 MI 和 MII 纺锤体均异常。基于铊的通量测定显示，GV 期卵母细胞的 K+ 转运高于 MII 期，其中 PA-6 仅增加 GV 期的转运。Valinomycin 降低了 MII 期卵母细胞的转运，但不影响 GV 期。TEAC 增强了这两个时期的转运，但在 GV 期的起效延迟。PA-6 未升高 cAMP，而 Valinomycin 和 TEAC 适度增加了 cAMP。只有 PA-6 增加了线粒体膜电位，而只有 Valinomycin 增加了质膜电位。PA-6 和 Valinomycin 均减弱了去极化诱导的 Zn2+ 积累。令人惊讶的是，在卵丘-卵母细胞复合体中检测到了 KCNJ2/4/12 转录本，但在裸卵中未检测到。然而，卵母细胞中存在 KCNJX 免疫反应性，表明 PA-6 在卵母细胞中的靶点尚不明确。总的来说，这些数据表明 K+ 通量是卵母细胞成熟的核心调节因子，整合了质膜兴奋性、细胞器功能、染色质重塑、纺锤体完整性和锌动力学。