Frage

Was sind die zugrundeliegenden Mechanismen des Rückgangs der Befruchtungsfähigkeit von postovulatorischen Oozyten?

Zusammenfassung

Melatonin verbessert die Befruchtungsfähigkeit von postovulatorischen Oozyten durch die Verringerung von alterungsinduzierten reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und die Hemmung der Apoptose sowie die Aufrechterhaltung der Menge- und Lokalisierung der Befruchtungsproteine, Ovastacin und Juno.

Was ist bereits bekannt

Nach dem Eisprung verschlechtert sich die Qualität der Säugetier-Metaphase-II-Oozyten irreversibel im Laufe der Zeit mit einem gleichzeitigen Verlust der Befruchtungsfähigkeit. Melatonin kann eine postovulatorische Oozytenalterung verhindern und das Fenster für eine optimale Befruchtung bei Mäusen erweitern.

Studiendesign, Grösse, Anzahl

Maus-Oozyten wurden zufällig drei Gruppen zugeordnet und in vitro für 0, 6, 12 bzw. 24 h gealtert. Zunehmende Konzentrationen von Melatonin (10–9 M, 10–7 M, 10–5 M und 10–3 M) wurden der 24-h-Alterungsgruppe zugesetzt.

Teilnehmer / Materialien, Methoden

Sperma-Bindungsassays, In-vitro-Fertilisation, Immunfluoreszenz-Färbung und Western-Blotting wurden durchgeführt, um wichtige Regulatoren und Ereignisse während der Befruchtung von post-ovulatorischen gealterten Maus-Oozyten zu untersuchen.

Hauptergebnisse

Wir haben festgestellt, dass die Aktin Cap, das eine kortikale Granulat (CG) freie Domäne fördert, mit einer Neuverteilung von CGs im Subcortex von alten Oozyten gestört wird. Ovastacin, eine CG-Metalloendoprotease, ist in den gealterten Oozyten mit anschließender Spaltung des Zona-Pellucida-Proteins ZP2 falsch lokalisiert und vorzeitig exprimiert. Dies stört die Spermienerkennungsdomäne und reduziert drastisch die Anzahl der Spermienbindungen an die Zona Pellucida. Die Fülle von Juno, dem Spermienrezeptor auf der Oozytenmembran, wird ebenfalls bei alten Oozyten reduziert.  Die Exposition von gealterten Oozyten gegenüber Melatonin erhöht signifikant die In-vitro-Fertilisationsraten, indem sie die oben genannten altersbedingten Defekte der Befruchtung verhindert, die ROS reduziert und die Apoptose hemmt.

Beschränkungen, Gründe zur Vorsicht

Wir untersuchten die Mechanismen des Rückgangs der Befruchtungsfähigkeit bei alten Oozyten in vitro, nicht aber in vivo.

Implikationen der Ergebnisse

Unsere Erkenntnisse können zur Entwicklung einer effizienteren Methode unter Anwendung von Melatonin zur Verbesserung der IVF-Erfolgsquoten beitragen.