在一个女人的一生中，一个成熟的卵子会“飞跃”大约400次。它被释放到输卵管中，为精子受精做好准备。由马克斯普朗克多学科科学研究所（MPI）的Melina Schuh， Christopher Thomas和Tabea Lilian Marx领导的研究人员现在已经成功地实时可视化了小鼠卵泡排卵的整个过程。该团队开发的新的实时成像方法允许以高空间和时间分辨率研究该过程，为生育研究提供新的见解。
在女性的生育期，每个月经周期有15到30个卵子在被称为卵泡的充满液体的囊中成熟。当卵子成熟时，卵泡内被称为积云细胞的特殊细胞会支持它们。然而，只有最大和发育最好的卵泡才能排卵。卵泡破裂，卵子被释放到输卵管中。如果在排卵后的24小时内成功与精子受精，卵子就会进入子宫，在那里它可以植入并发育成胚胎。任何剩余的成熟卵子都会被身体分解。
排卵是由激素的复杂相互作用调节的，但排卵的实际过程仍然知之甚少。卵巢位于人体深处，在实验上很难接近。此外，排卵发生在一个非常狭窄的时间框架内，无法预测两个卵巢中哪一个会释放下一个卵泡。
研究组在高空间和时间分辨率的显微镜下，成功地观察了小鼠分离卵泡的整个排卵过程。“我们可以区分三个阶段，”马克斯·普朗克主任梅丽娜·舒赫解释说，她是减数分裂部门的负责人。卵泡膨胀、收缩，最后排出卵子。
第一阶段，卵泡扩张，是由透明质酸的释放驱动的。在显微镜下，研究人员追踪了在这个阶段卵泡的大小和形状是如何变化的。“在排卵期，液体流入卵泡，导致它们显著生长，”Christopher Thomas报告说，他是Schuh部门的前研究员，现在是马赛（法国）生物研究所的组长，也是发表在《自然细胞生物学》上的研究的第一作者之一。根据细胞生物学家的说法，透明质酸的分泌对这种生长和排卵的成功至关重要。当研究人员阻断透明质酸的产生时，卵泡扩大得更小，排卵也不会发生。
图片显示的是卵泡旁边刚刚排出的卵子。
?Christopher Thomas， Tabea Lilian Marx等人/马克斯·普朗克多学科科学研究所
图片显示的是卵泡旁边刚刚排出的卵子。?Christopher Thomas， Tabea Lilian Marx等人/马克斯·普朗克多学科科学研究所
在第二阶段，卵泡收缩，卵泡外层的平滑肌细胞使卵泡收缩。当研究小组抑制这些肌肉细胞的收缩时，卵泡无法收缩——再次对卵子造成严重后果。“在这种情况下，排卵也失败了，”托马斯说。
“当卵泡破裂时，这发生在第三阶段，卵子被释放出来，排卵完成，”Tabea Lilian Marx解释说，她也是减数分裂系的第一作者和博士生。她解释说：“卵泡表面向外凸起，最终破裂，释放出卵泡液、积云细胞，最后是卵子。”
排卵后，卵泡形成称为黄体的结构，它产生激素黄体酮，为胚胎的植入做好子宫准备。如果卵子没有受精或受精卵没有着床，黄体在14天后消退，开始一个新的月经周期。
“我们的研究结果表明，排卵是一个非常强大的过程。虽然外部刺激对触发排卵至关重要，但随后的过程独立于卵巢的其余部分进行，因为所有必要的信息都包含在卵泡本身中，”Schuh说。“通过我们的新方法，我们和其他研究人员可以进一步研究排卵机制，并有望为人类生育研究获得新的见解。”
