卵泡顆粒細胞在雞蛋形成過程中的作用

楊鵬云 宋蓓蓓 馬金銳 趙同舟 黃婕妤 黎闖 李俊發(fā) 武小椿

摘 要：雞蛋在發(fā)育的早期是由性成熟的母雞卵巢上大小不一的卵泡發(fā)育而來的，卵泡發(fā)育成熟之后排出卵子，即排出卵黃，卵黃脫離卵巢后進入輸卵管，通過漏斗部、膨大部、峽部、子宮部和陰道部，隨后形成蛋白、膜和蛋殼。卵泡顆粒細胞是來源于雞卵泡內的上皮細胞，可以合成多種生長因子和激素來調控卵泡膜細胞和卵母細胞的生長、分化和成熟，對卵泡形成和發(fā)育過程起重要的支持作用。在卵泡形成和發(fā)育過程中，顆粒細胞會形成一個多層次的細胞網(wǎng)絡，與卵泡進行密集的細胞間信號轉導以及大量的物質交換，可見顆粒細胞在卵巢功能中具有重要的作用，即在雞蛋的形成過程中起著非常重要的作用。因此，該論文綜述了卵泡顆粒細胞分泌的各種激素和生長因子對雞蛋形成初級階段的影響，為了解雞卵泡的發(fā)育過程和調控機制、提高母雞的產(chǎn)蛋性能提供一定的理論基礎。

關鍵詞：雞蛋;卵泡顆粒細胞;生殖激素;孕酮

中圖分類號：S813.1 文獻標識碼：A 文章編號：1673-1085（2021）11-0050-05

當今畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，雞蛋生產(chǎn)作為高效產(chǎn)業(yè)之一。母雞的產(chǎn)蛋性能主要取決于卵巢中卵泡的生長和發(fā)育水平，而影響卵泡發(fā)育的主要原因之一就是顆粒細胞，卵巢中卵泡合成的雌性激素是由卵泡內的膜細胞和顆粒細胞共同作用的結果，且顆粒細胞可以合成多種激素及生長因子，并表達其受體，通過間隙連接調控卵泡膜細胞和卵母細胞的生長、分化和成熟，進而調控卵泡發(fā)育[1]。與哺乳動物不同，在母雞的成長階段，其卵巢上的卵泡可以完成連續(xù)發(fā)育，持續(xù)成熟和排卵。盡管在等級卵泡的選擇機理方面己有大量研究但由于卵泡發(fā)育受到內分泌、自分泌和旁分泌等多種因素的復雜調控其確切的機制尚有很多不明之處。所以卵泡發(fā)育調控機制及影響因素的研究將為家禽生產(chǎn)中產(chǎn)蛋性能的提高提供理論依據(jù)。

因此，本文旨在通過論述雞卵巢卵泡不同的發(fā)育階段受到各類激素與生長因子的影響，以及卵泡顆粒細胞在雞卵泡發(fā)育過程中的重要性，來了解雞卵泡發(fā)育的過程和發(fā)育調控機制。

1 雞卵泡發(fā)育過程

1.1 雞卵泡發(fā)育特點

雞卵巢位于身體的左側，通過卵巢系膜韌帶懸于腹腔的背壁上，在性成熟之前卵巢較小，表面呈桑葚狀，含有許多不同階段的卵泡。性成熟前后，卵巢發(fā)育迅速，卵泡也快速生長，大小不一，且持續(xù)排卵。其成熟卵泡完全突出于卵巢表面，借卵泡柄與卵巢相連接。卵泡以其外膜、內膜和顆粒細胞包圍著卵細胞[1]。卵子在發(fā)育過程中，因卵黃的積累而逐漸增大，最早累積的是白卵黃，因而小的卵泡呈白色，以后黃白交替形成蛋黃。性成熟后，排卵周期中的卵巢體積非常大，卵巢皮質常含有4～6個伸向腹腔的體積依次遞減的大型卵泡和無數(shù)小卵泡[2]。卵泡發(fā)生是一個連續(xù)的過程，原始卵泡生長啟動后，卵巢卵泡按其功能狀態(tài)不同，在卵巢中形成等級體系[3]。在母雞的產(chǎn)蛋期，為了維持等級卵泡的排卵進程，在一個產(chǎn)蛋序列中每天有一個卵泡從等級前卵泡池中被篩選進入排卵前快速發(fā)育階段，繼而發(fā)育至成熟、排卵[4]。

1.2 雞卵泡發(fā)育階段

卵巢內每一個卵泡都有一個卵子，隨著卵子的發(fā)育程度，可將其分為初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡三種不同的發(fā)育階段。起初，原始生殖細胞簇破裂形成原始卵泡，并在胚胎期進入減數(shù)分裂，停留在第一次減數(shù)分裂前期的雙線期，成為初級卵母細胞，再由初級卵母細胞發(fā)育至排出成熟卵子的完整過程。①初級卵泡：位于皮質淺層，體積小，直徑約1～2 mm。中央有一較大的初級卵母細胞，周圍被基膜與立方形態(tài)的顆粒細胞圍繞，無卵泡膜結構，具有明顯核仁;②次級卵泡：分布于卵巢皮質的較深層，中央的卵母細胞儲積的卵黃物質逐漸增多，整個卵泡體積不斷增大，周圍有2～3層顆粒細胞。同時，卵泡基膜周圍的結締組織開始分化并形成卵泡膜。卵泡顆粒細胞由單層結構變?yōu)槎鄬邮锹雅萦沙跫壈l(fā)育至次級的標志[5];③成熟卵泡：在卵泡發(fā)育過程中，隨著次級卵泡的進一步發(fā)育，卵母細胞內卵黃物質的大量積聚和體積的不斷增大，最后形成借一細小卵泡柄相連的成熟卵泡[6]。顆粒細胞層延伸為單層，膜細胞層增殖為多層并分化為功能不完全相同的內膜層和外膜層[3]。此時的卵母細胞周圍有7層結構，從內至外依次為卵黃膜及放射帶、卵黃周圍層和顆粒層、卵泡膜內層、卵泡膜外層、結締組織層和生殖上皮層[6]。初級卵泡的顆粒細胞為單層;次級卵泡的顆粒細胞增至復層;成熟卵泡的顆粒細胞層厚度逐漸降低，延伸為單層細胞層。

2 卵泡顆粒細胞對卵泡發(fā)育的作用

2.1 卵泡顆粒細胞對初級卵泡的作用

2.1.1 卵泡顆粒細胞表達激素受體產(chǎn)生雌二醇 原始卵泡發(fā)育啟動后，顆粒細胞開始表達促卵泡素受體（FSHR）和雌激素受體（ER），成為對激素具應答能力的初級卵泡[4]。在完成初級卵泡生長時，卵巢顆粒細胞表達FSHR。促卵泡素（FSH）通過FSHR發(fā)揮作用，F(xiàn)SH可以刺激卵巢血液循環(huán)的加快，增強卵泡壁的攝氧量，促進卵黃物質的沉積，使得卵泡的重量和體積增加，同時在禽類卵泡發(fā)育中可調節(jié)卵泡細胞分化[7]、誘導卵泡細胞促黃體素受體（LHR）形成、刺激卵泡類固醇激素的合成[8]，以及與LH（促黃體素）協(xié)同作用促進未成熟卵泡的成熟并排卵。顆粒細胞在FSH的刺激下，會誘導P450芳香化酶的產(chǎn)生，將從膜細胞運輸而來的雄烯二酮催化成雌酮，然后在17β-羥基類固醇脫氫酶（17β-HSD）的作用下轉化為雌二醇。雌二醇可通過增加雌激素受體和鈣粘蛋白的表達，促進卵泡顆粒細胞和間質細胞的增殖，增加了卵泡和卵母細胞的直徑和面積，從而促進原始卵泡的發(fā)育和激活[9]。

2.1.2 卵泡顆粒細胞產(chǎn)生抑制素與活化素 抑制素（Inhibin）和激活素（Activin）均是主要由性腺產(chǎn)生的二聚體糖蛋白，二者是一對功能相拮抗的蛋白質，前者抑制而后者促進垂體FSH的分泌[10]。Inhibin和Activin在卵巢顆粒細胞中產(chǎn)生，它們的分泌受內分泌（FSH，LH）、旁分泌（表皮因子）及自分泌（Activin，F(xiàn)SH）作用的調節(jié)。Activin及低劑量的FSH、LH能刺激顆粒細胞Inhibin的產(chǎn)生，Activin也能刺激基礎Inhibin的產(chǎn)生，在FSH及其他增加cAMP水平的因子存在下，F(xiàn)SH和高劑量的LH能抑制Inhibin的產(chǎn)生[11]。Inhibin對顆粒細胞雌激素的產(chǎn)生具有自分泌作用，在FSH存在的前提下，Inhibin能降低顆粒細胞芳香化酶的活性，抑制雌二醇的產(chǎn)生，而Activin具有相反的作用效果[6]。因此，Inhibin的主要作用是作為一種外周內分泌激素通過調節(jié)FSH的分泌來影響卵泡的發(fā)育，而Activin主要作為一種局部調節(jié)因子，誘導產(chǎn)生和增加FSH受體，對卵巢內的卵泡發(fā)育發(fā)揮調節(jié)作用。

2.2 卵泡顆粒細胞對次級卵泡的作用

在卵泡發(fā)育的生長期，顆粒細胞和膜細胞發(fā)生一系列復雜的生物化學和生理變化，包括LHR和FSHR基因的表達、類固醇激素合成和細胞增殖。LH和FSH通過LHR和FSHR調節(jié)卵巢卵泡的生長發(fā)育、卵巢功能和排卵。而雞卵巢卵泡膜層的LHR的mRNA表達水平隨著卵泡發(fā)育增加，至次級卵泡停止，到成熟卵泡反而下降[12]。顆粒層LHR僅在卵泡快速生長期開始表達，即在次級卵泡時才會對LH應答。卵巢卵泡顆粒細胞LHR基因的表達水平隨著卵泡的發(fā)育成熟而升高，直到排卵。

2.3 卵泡顆粒細胞對成熟卵泡的作用

在卵泡發(fā)育成熟時，卵泡顆粒細胞也會表達LHR，LH與卵泡上的LHR結合，刺激孕酮的分泌，促進卵泡最終成熟和排卵[13]。因此，在卵泡發(fā)育的后期，卵泡顆粒細胞生成大量孕酮（P4），而蛋雞顆粒細胞生成的P4，并不是由于細胞的黃體化，因為雞在排卵后不發(fā)生黃體化。在雞卵泡發(fā)育過程中，顆粒細胞中P4的合成早在排卵前就已經(jīng)發(fā)生了，排卵后一定時間內仍然保持其分泌功能，而與黃體化無關[6]。可見P4的合成是從卵巢黃體細胞攝取膽固醇起源的[14]。顆粒細胞產(chǎn)生的P4通過基膜擴散進入膜細胞，在膜細胞中轉變?yōu)樾奂に睾痛萍に豙2]。少量P4在顆粒細胞中也可轉變成睪酮。在母雞卵泡發(fā)育過程中，睪酮有促進卵泡發(fā)育成熟和排卵的作用。隨著卵泡的成熟，顆粒細胞分泌P4量逐漸增加，會刺激垂體前葉釋放促卵泡素和促黃體素，加速卵泡的成熟和引起排卵。在排卵前，卵泡產(chǎn)生的孕酮能正反饋促進促性腺激素釋放激素（GnRH）的釋放，刺激LH釋放，形成排卵峰。此外，產(chǎn)道的發(fā)育和維持與雌激素水平和孕酮水平有關。

3 討論

綜上所述，母雞的產(chǎn)蛋是一系列復雜生理學過程的結果，包括卵巢的生長發(fā)育、卵泡等級的形成、卵泡的成熟和排卵的完成、卵在產(chǎn)道中蛋清和蛋殼的形成以及產(chǎn)蛋等。產(chǎn)蛋過程的完成與許多因素有關[15]，包括生長激素的內分泌調節(jié)和相關基因的表達等。在母雞卵巢卵泡的發(fā)育過程中，顆粒細胞具有非常重要的作用。在卵泡發(fā)育的初級階段，一方面，顆粒細胞開始表達促卵泡素受體，并在促卵泡素的刺激下，生成雌二醇，促進卵泡顆粒細胞和間質細胞的增殖，從而促進原始卵泡的激活和發(fā)育;另一方面，卵泡顆粒細胞也會產(chǎn)生抑制素和激活素，它們之間有相互的抑制作用，抑制素的主要作用是作為一種外周內分泌激素通過調節(jié)FSH的分泌來影響卵泡的發(fā)育，而激活素主要作為一種局部調節(jié)因子，誘導產(chǎn)生和增加FSH受體，對卵巢內的卵泡發(fā)育發(fā)揮調節(jié)作用。在卵泡發(fā)育至次級卵泡階段，卵泡顆粒細胞主要表達LHR基因，LH通過LHR調節(jié)卵巢卵泡的生長發(fā)育，卵巢功能和排卵，在后期刺激顆粒細胞分泌孕酮。在卵巢卵泡發(fā)育的成熟階段，顆粒細胞會分泌大量的孕酮，產(chǎn)生的P4大部分通過基膜擴散進入膜細胞，在膜細胞中轉變?yōu)樾奂に睾痛萍に兀倭縋4在顆粒細胞中也可轉變成睪酮，促進卵泡發(fā)育成熟和排卵的作用。所以，在雞蛋卵巢卵泡的發(fā)育與成熟過程中，卵泡顆粒細胞是至關重要的。

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